Rejeneratif frenleme bir moddur frenleme bazı tarafından kullanılan elektrikli lokomotifler , asansör ve en elektrikli araçlar ya da melez . Olduğu kinetik enerji geri kazanım sistemi içinde dönüştürür kısmı bu bunun , örneğin enerji başka bir formu, içine elektrik , daha çok atık yayan daha aracı yavaşlatmak için. Formunda termal enerji .
Rejeneratif frenleme, genellikle enerjiyi dönüştürmek, depolamak ve sonra yeniden kullanmak için bir mekanizmanın tersine çevrilebilirliğinden yararlanır . Aşağıdakilere sığabilir:
Elektrikli lokomotiflerde rejeneratif frenleme, frenleme periyotları sırasında , elektrik makinesi tarafından sağlanacak torkun yönünün, indükleyici akımın yönünü ters çevirerek (bir doğru akım makinesi veya sargılı bir makine senkron bobini durumunda rotor) veya yalnızca armatür akımının (bir doğru akım makinesi durumunda), alternatif akım durumunda statorun fazlarının besleme yönünü tersine çevirerek (stator sargılarındaki anlık akımın yönünü tersine çevirerek) makineler (sargı rotorlu senkron makine, mıknatıslı senkron makine, asenkron makine ).
Bu elde edilir elektronik güç dönüştürücüler frenleme aşamalarında, izin verecek şekilde yapılandırılmış, elektrik verilmesi üretilen katener , aksi takdirde bu elektrik tarafından yok edilir, mümkün olduğunda, Joule etkisi olarak, dirençler ; bu durumda reostatik frenleme meselesidir .
On elektrikli araçlar , rejeneratif frenleme kurmak ve genelleştirilmiş oldukça basittir . Çekiş motorunun ve ilgili elektronik konvertörün tersine çevrilebilir yapısı bu işleme izin verir.
Olarak , Formül 1 ve bazı spor araçlarda, kinetik enerji geri kazanım sistemi önler harcanmış ısı boşa sürtünme fren ve böylece yakıt verimliliğini artırır.
Açık elektrikli hibrid otomobiller , rejeneratif frenleme şarj çekiş pili yavaşlama zaman. Geri kazanılan enerji daha sonra çekiş için kullanılır, bu da önemli miktarda yakıt tasarrufu sağlar ve ayrıca kirlilik dengesini önemli ölçüde iyileştirir.
Bazı basınçlı hava motorlu taşıtlarda , hızlanma sırasında kullanılabilecek bir güç rezervi olarak hizmet etmek için frenleme sırasında hava sıkıştırılabilir.
Bazı elektrikli bisikletlerde, yerleşik pilleri şarj etmek için rejeneratif frenleme kullanılır.
Elektrik üretiminden değil, klima ve ısıtmadan kaynaklanan kayıpları hesaba kattığımızda, prizdeki elektrikli arabaların enerji verimliliği yaklaşık% 50'dir. Karşılaştırma için, içten yanmalı arabalarla, verimlilik yaklaşık% 20'dir (DoE'nin karşısındaki şemaya bakın).
DoE'ye göre , elektrikli bir otomobilde geri kazanım ortalama olarak% 17 (şehirde% 34, otoyolda% 6). Frenleme miktarı ne kadar fazlaysa, kurtarma o kadar iyi olur (bu, otoyolun aksine şehirdeki durumdur). Elektrik motoru ile tekerlekler arasındaki verimlilik ne kadar yüksek olursa, kurtarma o kadar iyi olur.
Artan sayıda asansörde , frenlere enerji geri kazanım sistemleri yardımcı oluyor ve bu sistemler, otomobil tamamen boşaltıldığında veya araç tamamen yüklendiğinde - elektrik üreterek - devreye giriyor. Otis , ReGen Drive sistemi ile geleneksel motorlara kıyasla% 75'e varan tasarruf sağladığını duyurdu.
Dinamik frenleme , bir aracın motorizasyonunu , hızını düşürmek için bir jeneratör olarak kullanmaktan oluşur . Dönüştürülen enerji daha sonra depolanarak veya başka araçlara aktarılarak geri kazanılabilir veya ısı şeklinde dağıtılabilir - elektrik enerjisi söz konusu olduğunda, bu durumda reostatik frenleme sorunudur . Bazı araçlar ayrıca ısıtma sistemlerinde ısıyı kullanmak için donatılmıştır .
Bu teknik, motor freni denilenden farklıdır , motorun mekanik enerjiyi dönüştürme etkisine sahip olan, yakıt enjekte etmeden silindirlerdeki havayı sıkıştırarak aracı yavaşlatmak için hava kompresörü olarak kullanılan yapısıdır. ısıya.
Bu sistem pil elektrikli araçlar (elektrikli üzerinde bulunan otomobiller , hibrid otomobiller , elektrik takviyeli bisiklet , vb yanı sıra çeşitli makine ve (gibi cihazlarda, demiryolu araçlarda,) forklift ). Fren aşınmasını sürtünmeyle sınırlamayı ve hatta kinetik enerjinin bir kısmını geri kazanmayı mümkün kılar .
Geleneksel sürtünme frenleri yine de çeşitli nedenlerle ek olarak kullanılmaktadır:
Frenleme kuvveti, sürtünme ve dinamik frenler arasında dağıtıldığında, buna kombine frenleme denir . Otomotiv alanında, modeli EV-1 den General Motors Böyle bir sistem kullanılarak satılan ilk otomobil oldu. Mühendisler İbrahim Farag ve Loren Majerski (bu "fren elektrikli kumandalar" ebeveynleri kabul edildi telle fren ).
Elektrikli frenleme, bir elektrik motorunun tersine çevrilebilir olma ve kolayca bir jeneratör görevi görebilmesi olasılığını kullanır . Motor, frenleme sırasında bir jeneratör olarak (kontaktörleri açıp kapatarak veya güç elektroniği yoluyla) yeniden bağlanır ve çıkışı bir elektrik yüküne ( pil , dirençler veya aynı elektrik ağına bağlı diğer araç , elektrifikasyon sistemi ile ) bağlanır. . Frenlemeye neden olan direnç torku sağlayan motor üzerindeki bu yüktür .
Demiryollarında kullanılırlar (üretilen elektrik, elektrifikasyon sistemine geri döndürülür veya dirençlerde dağıtılır). Otomobillerde ve bisikletlerde, enerji daha sonra kullanılmak üzere bir pilde veya bir dizi kondansatörde depolanır .
Bu sistemin eski bir örneği, 1967'de Amitron tarafından geliştirilen enerji geri kazanım frenidir . Bu, bataryaların rejeneratif frenleme ile yeniden şarj edildiği ve böylece aracın menzilini artıran, bataryayla çalışan bir şehir arabası konseptiydi .
C2c demiryolu şirketi , Bombardier Sınıfı 357 tipi tren filosuyla rejeneratif frenleme kullanmaya başladığında, kullanımın ilk iki haftasında yapılan anketler% 15'lik bir enerji tasarrufu gösterdi. Bir% 17 tasarrufu için teyit edilir Bakire Trenler türüne Class 390 . Sürtünme freni bileşenlerinde de daha az aşınma kaydedildi.
Dinamik frenlere kıyasla rejeneratif frenlerin temel dezavantajı, üretilen akımı güç kaynağının özellikleriyle oldukça hassas bir şekilde eşleştirme ihtiyacıdır . Bir DC güç kaynağı ile bu, voltajın hassas bir şekilde kontrol edilmesini gerektirir. AC güç kaynaklarıyla , bu ancak güç elektroniğinin geliştirilmesiyle mümkün olmuştur, çünkü frekansa da saygı gösterilmelidir (bu, esas olarak AC gücüyle çalışan ve motorları doğru akım olan lokomotifler için geçerlidir).
Az sayıda dağ treni, üç fazlı güç sistemleri veya üç fazlı asenkron motorlar kullanmıştır . Bu trenler neredeyse sabit bir hıza sahiptir çünkü motor hem çekişte hem de frenlemede güç kaynağı frekansına göre dönmektedir .
Motor sporlarında kullanınFIA yetkili olan 2009 sezonunda ait Formül 1 , iki kullanılarak geri kazanım sistemleri kinetik enerjisi 60 (KERS), elektriksel bir mekanik biri kW her.
Otomobil Kulübü de l'Ouest (ACO), ajanda ve Le Mans 24 Saat ve Le Mans Serisi , onun giriş izin LMP1s böylece 2012 yılından bu yana bir kinetik enerji geri kazanım sistemi ile donatılmış olabilir.