ED78型電力機車

ED78型電力機車（日語：ED78形電気機関車）是日本國有鐵道的交流電力機車車型之一，適用於供電制式為20千伏50赫茲的工頻單相交流電的電氣化鐵路，由日立製作所設計及製造。首台原型車於1967年完成試製，當時稱之為ED94型電力機車，也是日本國鐵第一種帶有再生制動的交流電力機車^[1]。

開發背景

1960年代中期，隨着奧羽本線的運輸量不斷增長，日本國有鐵道研製了帶有電阻制動的EF64型電力機車，投入到奧羽本線福島至米澤間的直流電氣化區段運用，以替換自1951年開始使用的EF16型電力機車。1968年，日本國鐵對奧羽本線米澤至山形區段實施交流電氣化，並將福島至米澤區段改造為交流電氣化鐵路。同時，還將設有交流電氣化試驗段的仙山線全線改造為交流電氣化鐵路。

奧羽本線翻越奧羽山脈的板谷嶺路段，是在日本國內與碓冰嶺和瀬野八並稱的陡坡區間，其中有22公里的33‰連續長大坡道，且存在大量半徑約300米左右的小半徑曲線。在如此大坡度的線路上，若果列車下坡時頻繁使用踏面制動來控制速度，閘瓦與輪箍長時間摩擦不僅造成嚴重磨耗，甚至容易造成輪箍弛緩的行車事故。因此，適用於奧羽本線和仙山線的新型交流電力機車必須具有電力制動，保障列車在下坡時的行車安全；另外，機車也必須滿足較嚴苛的軸重限制，才能夠在線路條件較差的仙山線運行。

電力制動按照其消耗電能方式不同而分為電阻制動和再生制動。當時的直流電力機車主要採用電阻調壓方式，如果使用電阻制動的話，所需要增加的制動電阻的容量相對較小。但由於交流電力機車本身的牽引電路並沒有電阻器，為了電阻制動而安裝大容量電阻器並不經濟。隨着電力電子技術在牽引傳動領域的快速發展，晶閘管相控調壓^[2]的交—直流電傳動電力機車漸趨成熟，日本亦在1965年成功研製了相控調壓的ED93型電力機車（後來定型為ED77型電力機車）。因此，日本國鐵決定在ED93型電力機車的基礎上，開發研製帶有再生制動的相控電力機車。

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