회생 제동 시스템 원리, 엘레베이터에도 쓰인다

최근 전기자동차가 많이 판매되면서 회생제동에 관한 내용에 대한 궁금증이 늘고 있다고 합니다.

이번 시간에는 회생 제동이 무엇이고 어디에 쓰이고 있었는지 자세히 알아보도록 하겠습니다.

회생제동

회생 제동(回生制動), 또는 전력 회생 브레이크는 토크력으로 움직이고 있는 전동기가 폐회로 상태가 됐을 때의 관성력을 이용해 바퀴 등에 달려 있는 회전자를 돌려 전동기를 발전기 기능으로 작동하게 함으로써 운동 에너지를 전기 에너지로 변환해 회수하여 제동력을 발휘하는 전기 제동 방법을 통칭하는 말이다. 발전 시의 회전저항을 제동력으로서 이용할 수도 있다.

기존 내연기관 자동차의 전통적인 제동 시스템은 관성에너지가 열에너지로 전환돼 달리 활용할 방법이 없었다. 하지만 친환경차는 구동을 담당하는 전기모터를 발전기 삼아 에너지 변환이 가능하다.

브레이크를 밟으면 전기모터가 역방향으로 돌게 되고, 차량이 달리면서 발생된 운동에너지가 전기에너지로 변환된다. 이렇게 만들어진 전력은 내부 코일을 이용해 배터리에 저장됐다가, 모터 등 차내 전기 기기에 재사용된다.

회생제동의 활용

회생제동 기술은 친환경차 연비 효율의 3분의 1 수준을 담당한다. 급가속 시 1,000㎾ 전력이 순간 공급되는 일부 고성능 전기차의 경우 제동 할 때 300~400㎾ 전력이 발생되는 것으로 알려졌다.

회생제동 시스템은 1960년대 미국 자동차 제조사 '아메리칸모터스(AMC)'에서 처음 고안하고 설계했다. 이 기술은 자동차보다 전철 등 철도차량 부문에 먼저 적용됐다. 전철의 구동용 전동기에서 발생한 전력을 전차선을 통해 인근에 운행 중인 차량으로 보내거나 변전소로 반송했다.

 

고속열차의 경우 사용하는 소비 전력의 10% 정도가 인근 열차에서 회생제동을 통해 보내온 전력이다. 심지어는 요즘에는 대부분의 아파트 승강기에도 회생제동의 원리가 적용돼 승강기 전력 사용량의 20~40%를 절감한다.