回生ブレーキとは? ざっくりと解説

2023/02/26

パワエレ

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電動車では、「回生ブレーキ」というものが使われることがあります。回生ブレーキとは、いったいどういうものなのか?ざっくりと解説していきます。

回生ブレーキとは?

ひと言で表すと、「力行とは逆のエネルギー変換をする」ことによって、ブレーキをかけることです。

力行と回生

力行(りきこう)では、モータに電気エネルギーを投入して、回転させます。これは、モータが電気エネルギーを運動エネルギーに変換しています。

回生では、運動エネルギーを電気エネルギーに変換します。すると、電気に変換した分だけ運動エネルギーが減り、減速します。つまり、ブレーキがかかります。

モータは電気と機械を仲介する変換器

モータは、電気の世界と機械(回転)の世界の仲介をする変換器です。そして、電圧と回転速度、電流とトルクのあいだには、深いつながりがあります。

モータは電気の世界と機械(回転)の世界とを仲介する
電圧と回転速度、電流とトルクの関係

回路的に考えてみる

バッテリとDCモータがつながっている回路で、力行と回生を考えます。

バッテリから、モータに電流を流すと、モータは回転します。モータが回転すると、モータには回転数に応じた起電力が発生します。

力行の時は、バッテリ電圧VB>モータ起電力VMとなっています。また、バッテリから電流が流れだすので、バッテリは放電されます。

力行時

電流をモータ→バッテリの向きに流すと、回生ブレーキがかかります。

回生時

電流の向きが逆なので、トルクが逆になり、回転を止める方向にトルクがかかります(つまり、ブレーキ)。また、バッテリに電流が流れ込むので、バッテリは充電されます。

回生時には、バッテリ電圧VB<モータ起電力VMという状態になっています。

バッテリ電圧とモータ起電力との大小関係をうまく調整出来れば、力行と回生を操ることができます。

双方向DC/DCで回生制御

DCモータの場合は、双方向DC/DCなどを用いて実現します。

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