전기차에서 사용되는 제동방법의 종류

 

전기차에서 사용되는 제동방법의 종류에 대하여 설명하시오.

열차의 전기제동의 장단점을 기술하고 발전제동과 회생제동에 대하여 설명하시오(25점)

 

1. 개요

전기제동은 주전동기를 발전기로 운전함으로써 회전방향과 역방향의 토크를 얻는 차량의 운동에너지를 전기에너지로 변환한다. 전기제동은 발전제동과 회생제동으로 분류한다.

 

2. 전기제동의 장단점 비교

가. 장점

1) 조작이 간단 일정한 제동력을 얻는다

2) 제륜자 차륜타이어의 마모가 적다.

3) 제륜자의 마모 철분으로 인한 기기오손 절연 열화 방지

4) 회생전력으로 에너지 절약

나. 단점

1) 직류기의 경우 저속이 되면 제동력감소로 공기제동과 병용필요

2) 발전 제동용 저항기는 용량에 따라 커진다

3) 회생전력은 회생실효를 가져올 수 있다

 

2. 발전제동

가. 특성

1) 직류기의 경우 전기자전류 또는 계자 전류가 흐르는 방향을 역행 시와 반대로 하면 토크를 역방향으로 할 수 있다 즉 제동력을 얻을 수 있다.

2) 정지제동에서는 저항값을 일정하게 하면 속도의 저하와 함께 역기전력이 작아지며 제동전류가 감소 제동력이 작아지기 때문에

3) 제동력을 일정하게 하기 위해선 속도의 저하에 따라 부하 저항을 차례차례 단락해 가야 한다.

 

3. 회생제동

가. 직류전동기

V를 일정한 직류 전원 전압, E를 역기전력, Ra를 전기자 회로의 저항, Ia를 전기자회로의 전류라고 하면

V=E+RaIa→Ia=(V-E)/R------------------------(1) 식

(1)식에서

V〉E:Ia는 전원에서 부하로 흘러 전동기 작용을 한다.→ 역행

V〈E:Ia는 부하에서 전원으로 흘러 발전기 작용을 한다.→ 회생

나. 유도전동기

1) N0 : 고정자 자계의 회전속도(rpm)

2) N : 회전자의 회전속도(rpm)

0〈N〈No: 전동기 작용 - 생기는 기자력이 회전 방향→ 역행

N〉No : 발전기 작용 - 생기는 전자력이 반회전 방향→전기제동

3) 인버터 주파수를 회전자의 회전 주파수보다 약간 작게 하면 (슬립을 마이너스로 하면 제동력을 얻을 수 있다. 마이너스 슬립 값을 일정하게 하면 속도 값에 관계없이 일정한 제동력을 얻는다. “끝”