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回生ブレーキ(かいせいブレーキ)は、通常は駆動力として用いている電動機(モーター)を発電機として作動させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収することで制動をかける電気ブレーキの一手法。発電時の回転抵抗を制動力として利用するもので、電力回生ブレーキ、回生制動とも呼ばれる。電動機を動力とするエレベーター、電車、自動車他、広く用いられる。

◆ 鉄道

鉄道においては、電車・電気機関車で用いられ、それらの主電動機で発電し、発生した電気エネルギーは架線に戻す。車両から架線に電気を戻すものを回生ブレーキと呼んでおり、自車内で抵抗等により熱エネルギーに変換して捨ててしまうものは発電ブレーキと呼ばれる。自車内で蓄電池等に蓄える場合や、架線に戻した後、変電所で熱エネルギーに変換して捨ててしまう場合も一般的に回生ブレーキと呼んでいる。

回生ブレーキを使用することにより、列車の消費電力を削減(力行時と制動時で相殺)出来るほか、地下トンネル内の温度上昇の問題も軽減できる。さらに、空気ブレーキ使用率の低下(純電気ブレーキを参照)により、近年(インバータによるVVVF制御が一般化した1986年頃から)登場している新型の電車のほとんどが、この回生ブレーキを採用している。

ただし、回生ブレーキを使うためには、車両側の電圧が架線側より高くなければ十分な電力回生を行うことができず、ブレーキ性能が低下する現象()が発生してしまうため、負荷となる変電所内設備や他の電車(列車)が一定以上必要となる。また変電所・架線等の事故や集電装置破損時には回路が絶たれるために使用できなくなる問題がある。そのため、他の列車が電力を消費する確率が低く、送電設備にかけるコストも限られるローカル線や、特に安定したブレーキ性能の要求される路面電車や急勾配線等では、あえて発電ブレーキを採用したり、回生ブレーキを採用する場合も発電ブレーキと併用することが多い。

発電ブレーキを併設している車両には、ある程度速度が落ちると回生ブレーキから発電ブレーキに切り替えるタイプ(近畿日本鉄道の車両など)と、回生ブレーキを使いながら、架線に回生できない余分な電力を発電ブレーキで消費させるブレーキチョッパタイプ(JR東海313系電車・JR東海383系電車・JR東日本E257系電車など)とがある。また、架線電圧が安定しない場合でも、安定した回生ブレーキを生み出す特徴を持つベクトル制御の車両も出てきている。

交流電化においては比較的変電所の回路が簡単で、架線から変電所を通り電源側への回生も容易である。また、き電区間が長いために発生した電力を他の車両で消費しやすい。交流専用車両では昔から回生ブレーキが用いられることが多かったが(国鉄ED78形、EF71形電気機関車は、サイリスタ位相制御方式を採用している為、主回路に抵抗器を持たない)、交直流車両は直流車両に整流回路を追加した方式であり、交流側に電力を戻すには可逆コンバータ(インバータ機能を持つ整流回路)を搭載する必要があるため、最近まで回生ブレーキはあまり用いられていない(1988年のJR東日本651系電車が最初の例である)。

気動車でもハイブリッドカーである東日本旅客鉄道のキハE200形は回生ブレーキを採用し、下記の「自動車」と同様に、回生負荷を自車の蓄電池としているが、余剰分のブレーキ力も一旦電力として回収し、発電機をモーターとして駆動しエンジンを排気ブレーキモードで回すことにより

余剰電力を消費している。

◆ 自動車

電気自動車(三菱・i MiEVなど)やハイブリッドカー(トヨタ・プリウスなど)で使われる。

タイヤの回転を使いモーターで電力を発生させ、車両に搭載した蓄電池を充電し、加速時の電力とする。構造は、インバータによる可変電圧可変周波数制御を搭載した電車と同じで、回生負荷が蓄電池に変わるものである。ただしハイブリッドカーでエンジンも車輪と直結している車両(パラレル式、スプリット式)エンジンブレーキも併用される。

また、近年では電気自動車やハイブリッドカー以外の一般的な自動車においても、オルタネーターを特に減速時に高負荷で稼働するように制御して燃費を向上させるものが存在する。

モータースポーツの世界でも、2009年よりF1において導入された。

運動エネルギー回収システム(KERS)の実装の一つとして、回生ブレーキ型の電気式システムがレースで実装されている。

但しシステムの重量が30Kgもあるため、コースやチームのレース戦略によって取り付け・取り外しされている。

◆ 電動アシスト自転車

一部の電動アシスト自転車には、制動時に発生した電力を蓄電池に充電し、補助できる距離を伸ばすものがある。

◆ エレベーター

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