国電(JR)201系の回生ブレーキについて

在来線鉄道に関する質問です。
国鉄201系は電機子チョッパ制御である為に、回生ブレーキを標準装備しています。
回生車と言うと車種ごとに「回生ブレーキが有効な速度領域」というのが違っており、そこそこ高めの速度で失効となる車種もあったりします。
さて、国鉄201系の場合で、何㌔毎時に落ちると回生ブレーキが切れるのでしょうか？


参考までに、205系の場合は22㌔毎時で回生ブレーキが失効となります。

質問者からの補足コメント

• それなりに、範囲が広いのですね。
  205系と東急8000系が22㌔毎時なのに、201系はそれよりも下の15㌔毎時とは…。
  そこは、電機子チョッパ制御ならではの【強み】と言えるものがあるんでしょうなぁ…。

  No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2023/11/25 16:21

• となると、「直流モーター４個直列つなぎ」を前提にした場合、モーター１個辺りの端子電圧をなるべく375V以下にするのが理想と言う事のようですね。
  だいぶ昔の小田急なんかは、モーター１個辺りで340Vという事例が見られたものですが…。

  No.4の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2023/11/26 10:23

No.1 ベストアンサー 回答者： w124-youngclassic 回答日時： 2023/11/25 16:10

こんにちは。

【回答】
かけ始めの時の架線電圧にも依りますが、概ね時速15キロです。

No.4 回答者： ムカリン 回答日時： 2023/11/26 09:55

本事案は正確に言えば失効ではなくて「打ち切り」です

回生ブレーキの場合モーターで発生させた電気の電圧が架線電圧を上回わなければならない
チョッパ制御は電圧を制御するので架線電圧を上回り為の最低電圧以上であれば架線に戻す電気の電圧を架線電圧を上回らせる事はできます
モーターで発生させた電気の電圧はモーターのブラシの回転速度に比例することから最低速度以上であれば最低電圧はクリアできます　
ですが架線や変電所では発火等のトラブルを未然に防ぐために電圧の上限が設定されてますのでそれによって架線に戻す電気の電圧に上限が設定されているのです。モーターで発電した電気の電圧は上記の通りにブラシの回転速度に応じているので上限電圧となる上限速度を超えている場合架線や変電所の保護の為の回生を打ち切るのです
因みに上限電圧が1800vであることから架線に戻す電気の電圧は
1500v〜1800vの範囲に収めなければなりません

この回答へのお礼

ふむふむ、回生失効ではなく、「回生《打切り》」なのですね。

お礼日時：2023/12/20 06:30

No.3 回答者： isoworld 回答日時： 2023/11/25 19:45

阪急電車では運転席に電圧計と電流計が付いており、回生ブレーキが働くと電流計の指針が振れます。

これを見ていると、どのくらいの時速まで回生ブレーキが効いているかが確認できます。
それ以外の電鉄でも電流計が付いる場合は、見ておくことです。

No.2 回答者： w124-youngclassic 回答日時： 2023/11/25 18:13

こんばんは、No.1です。

＞それなりに、範囲が広いのですね。

【回答】
現代の純電気ブレーキは停止までなので、今となっては回生ブレーキの範囲は狭いです。
また、直流電動機を使用しているので、故障リスクがあり、モーターのコアの面取作業やカーボンブラシの交換、カーボンを掃除しないとフラッシュオーバーの要因になってしまうので、ブラシ清掃が必須に。

メンテナンスの手間と時間が多く必要になります。
今さらな技術です。

＞205系と東急8000系が22㌔毎時なのに、201系はそれよりも下の15㌔毎時とは…。
＞そこは、電機子チョッパ制御ならではの【強み】と言えるものがあるんでしょうなぁ…。

【回答】
制御方式よりも、主電動機の端子電圧に依る部分ですね。
東急8000形や京王6000形の、ユニットを組まない単独電動車は時速45キロ程度で回生失効します。

電機子チョッパ制御の“強み”ですが…………
実を言うとあまり無い。

抵抗制御ではないので損失は少ないものの、
▪️制御機器が複雑で高額。
▪️半導体の寿命があるので、20年程度で制御機器の積み換えが必要。
▪️直流電動機を使っているのは変わらないので、先述のメンテナンスの手間と時間が掛かってしまいます。

今さらなのです。
直流電動機を使っている時点で、技術としてはもう古い。
なまじ半導体を使っているだけに、却ってタチが悪いのです。