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EF500型电力机车

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'''EF500型电力机车 ''' [[ 日语 ]] :EF500形電気機関車)是日本货物铁道(JR货物)的多电流制电力机车车型之一,适用于供电制式为1500伏 [[ 直流电 ]] 、20千伏50 [[ 赫兹 ]] 和60赫兹 [[ 单相交流电 ]] 的电气化铁路,由 [[ 川崎重工业 ]] [[ 三菱 公司|三菱]] 电机于1990年设计制造,该型机车仅试制了一台并未投入批量 [[ 生产 ]]
==开发背景==
1987年国铁分割民营化后,日本国有铁道的 [[ 货运 ]] 业务由日本货物铁道(JR货物)继承,负责经营全国性的铁路货物运输业务。1980年代末的平成景气期间,由于国内铁路货物运输量的快速增长,加上面对货运市场上各种运输方式的激烈竞争,促使JR货物积极提高铁路货物运输能力,采取扩大货物列车编组及提高列车平均运行速度等措施,为客户提供快捷可靠的铁路货运产品方案。1990年3月全国铁路运行图调整,JR货物在 [[ 东海道本线 ]] 组织开行1300吨 [[ 集装箱 ]] 列车,将列车编组从以往的24辆扩大至26辆,按95公里/小时的技术速度运行;同时,还制定了关于旅客列车和货物列车站线有效长度的规定,并对新潟、 [[ 郡山 ]] 、秋田等四个货运车站进行延长到发线的改造。
由于JR货物考虑继续增发集装箱列车,并进一步提高集装箱列车的最大牵引 [[ 重量 ]] ,因而开展了新一代大功率电力机车的开发计划,其技术性能要求是根据集装箱列车的两条主要路线来制定,其中东京至大阪的牵引定额以1600吨为目标(最大坡度10‰),而东京至北海道则以1000~1100吨为目标(最大坡度25‰)。当时JR货物拥有的近600台电力机车当中,主要包括3900千瓦的EF66型直流电力机车、2550千瓦 的EF65 的[[日本国铁EF65型直流电力机车|EF65 型直流电力机车 和EF81 ]]和[[EF81型电力机车|EF81 型多电流制电力机车 ]] 、以及1900千瓦的ED75型交流电力机车;但根据 [[ 技术 ]] 计算,即使使用功率最大 的EF66 的[[EF66 型电力机车 ]] 牵引1600吨列车,在10‰坡道上的平衡速度仅为45公里/小时,这使牵引重量的增加造成了限制。
1990年,JR货物同时开发研制了两款6000千瓦大功率交流传动电力机车,其牵引功率是EF66型电力机车的1.5倍。其中,EF200型电力机车适用于1500伏直流电气化铁路,计划投入东京至大阪间使用;而EF500型电力机车适用于1500伏直流 [[ 电气化铁路 ]] 和20千伏交流电气化铁路,计划投入 [[ 东京 ]] [[ 北海道 ]] 间使用。两者均按照相同的性能指标进行设计,即最高速度为120公里/小时,当牵引1600吨列车通过10‰坡道的平衡 [[ 速度 ]] 可达到90公里/小时以上,并且可以牵引1600吨列车在15‰坡道上起动。
EF500型电力机车是由 [[ 逆变器 ]] 变频控制的交流传动电力机车,采用GTO牵引逆变器、1000千瓦三相异步牵引电动机和16位微机控制系统。牵引系统的主要特点是采用了单轴控制技术,每台牵引电动机各自对应独立的牵引逆变器, 每三个牵引逆变器组成一个逆变器单元,构成一个具有较高冗余度的 [[ 主电路 ]] 。因考虑到货物列车主要在列车密度较低的夜间运行,因此并没有采用受 [[ 直流电 ]] 网条件限制的再生制动,而是采用具有较高可靠性的 [[ 电阻 ]] 制动。
==运用历史==
1990年8月,EF500型电力机车的首台原型车(901)在川崎重工业兵库工厂落成,并配属JR货物新鹤见机关区,投入东北本线开始进行各项性能确认试验。这台原型车落成时所采用的崭新涂装参考自欧洲同类型电力机车,抛弃了以往国铁电力机车千篇一律的标准色涂装,其中两端司机室部分采用红葡萄色,车体正面车灯部分采用 [[ 白色 ]] ,而两侧车身的中部则采用灰白色,并且还有“INVERTER HI-TECH LOCO”的英文字体。
EF500型电力机车开始试验后就遇到与EF200型电力机车相同的问题,主要是由于既有的牵引供电系难以承受大功率电力机车,导致机车无法充分发挥其牵引性能。当机车以全功率状态在直流区间运行时,架空接触网负载电流有可能超过在来线牵引变电所的容量限制,而网侧电压也会出现较大幅度的下滑,影响同一供电区间内其他列车的运行。除此之外,晶闸管整流器和GTO牵引逆变器也产生了较多的高次 [[ 谐波电流 ]] ,因而对铁路沿线通信设备造成 [[ 电磁 ]] 干扰。
1990年代初日本泡沫经济破灭后铁路货运量增长乏力,JR货物不再急切需要大功率货运电力机车,遂终止了EF500型电力机车的量产计划。而作为唯一一台原型车的EF500 901号机车,于1994年完成性能试验后就停止运用,并且被长期封存于长町机关区。1999年,原长町机关区和原盛冈机关区合并及成立了仙台综合铁道部。2002年3月29日,EF500 901号机车正式除籍报废,随后被回送至 [[ 广岛 ]] 车辆所保存。
虽然EF500型电力机车没有投入批量生产,但在吸取其研制经验和试验结果的基础上,JR货物又先后开发了交直流两用的EH500 、EF510 、[[EF510 型电力机车 。EH500 ]]。[[EH500 型电力机车 ]] 是双节八轴的4000千瓦电力机车,用来替换 [[ 东北本线 的ED75 ]]的[[ED75 型电力机车 ]] ;EF510型电力机车是单节六轴的3390千瓦电力机车,用来替换 [[ 日本海 ]] 纵贯线和 [[ 常磐线 ]] 的EF81型电力机车。
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