日本國鐵ED七十七型的電力機車

ED 七十七型的電力機車（日本語：ED 七十七形電牌牌牌車）是日本國有鐵道的交流電力機車車型之一，適用於供電制式為二十千伏五十赫茲的工頻單相交流電的電氣化鐵路。

發展歷史

原型車

一九六空年代中期，做為日本國鐵標準型交流電力機車的 ED 七十五型電力⿰オト⿰バイ已經投入批量生產，並開始佇咧常磐線佮東北本線等等主要幹線投入運用。因應東北地方的部分軸重限制較低的支線鐵路運輸需要，日本國鐵決定佇 ED 七十五型的電力機車的基礎頂懸，開發研製一種軸重較輕的新型交流電力機車。一九六五年，日立製作所成功試做頭一台原型車，彼个稱為ED 九十三型的電力機車（ED 九十三一）。

對一九六空年代起，隨著電力電子技術佇咧牽引傳動領域的快速發展，世界上已經出現了會當可控矽整流器取代調壓開關佮矽整流器的趨勢，閘流體相控調壓的交—直流電傳動電力⿰オト⿰バイ也漸漸趨成熟。佇遮背景之下，ED 九十三型電力機車成做日本第一款的流體相控電力機車，採用閘流體四段半控橋式整流電路，實現機車主電路佮控制電路的無接近化，並提懸電的機車的粘著牽引性能。為適應路線條件較䆀的支線鐵路，ED 九十三型的電力機車閣採用 Bo 鋪二-Bo 軸配置，無動力的中央斡向架具有可變軸重功能。另外咧，因為東北地方的冬季嚴寒環境，ED 九十三型電力機車亦特別加強了防寒防雪性能。

ED 九十三初一機車出廠了後頭一配屬於作並機關區，而且佇咧仙山線、東北本線進行性能試驗。一九六六年一月，開始佇咧仙山線來進行牽引試驗，擔做仙台至做並間客貨列車的牽引任務。一九六八年三月三十，這个原型的車佇郡山工場（今郡山綜合車輛中心）照量產車的標準進行矣改造，改造內容包括加裝車端貫通門佮重聯控制系統等等。完成改造了後該是機車改稱做 ED 七十七九百空一號機車，參其他的量產車共同運用。

量產車

一九六七年，根據 ED 九十三一號機車的試驗結果，正式的確型做ED 七十七型的電力機車並且投入批量生產，當年由日立製作所、三菱電機、三菱重的工業、東芝公司共製造頭一批十四台機車（一～十四）。 佮原型車相比並，量產車的車捀中央部份加裝貫通門，閣增設著 KE 七十七型電氣連接器佮總風管等重聯控制裝置；機車長度原來的一石頭五千毫米延長到一石五千八百毫米，閣改善機械室內底高壓電器設備的布置方式。

一九七空年，三菱電機、三菱重的工業生產囉最後一台 ED 七十七型的電力機車（十五）， 除了改為使用 MT 五十二 A 型牽引 mòo-tà 外，抑若改進了空氣壓縮機、制影活佮前窗玻璃發熱線的設計。

運用歷史

一九六七年二月，磐越西線郡山到喜多方區段完成交流電氣化，ED 七十七型的電力機車亦開始佇該線正式投入運用。雖然全部 ED 七十七型電力⿰オト⿰バイ攏配屬於福島機關區（今福島綜合運輸區）， 毋過通常會津若松運輸區支配運用佮管理，福島機關區是負責對⿰オト⿰バイ的檢修維護。

彼當陣，日本國鐵猶閣捌考慮著佇仙山線佮田澤湖線投入 ED 七十七型的電力機車，但尾仔仙山線開始使用佮奧羽的本線直通運轉的 ED 七十八型的電力機車，啊若田澤湖線的定期貨物列車全部中止營運了後，閣配屬交流電力機車已經無任何意義，所以臨時貨物列車干焦使用 DE 十型柴油機車牽引，路線強化改造了後改用 ED 七十五型的電力機車。

一九八六年，九百空一號原型車頭先除籍報廢。一九八七年二月，一～初八機車嘛正式報廢。一九八七年四月，國鐵分割民營化了後，東日本的旅客鐵道（JR 東日本）繼承其他的 ED 七十七型的電力機車（九～十五）。 綴著磐越西線對路線建築進行強化改造，使 ED 七十五型的電力機車嘛會當投入該線運用，最終所有 ED 七十七型電力機車佇一九九三年中止營運報廢。

技術特點

總體布置

司機室

ED 七十七型的電力機車是客貨運通用的交流電力機車，適用於供電制式為二十千伏五十赫茲的工頻單相交流電氣化鐵路。車體兩爿各設有一个司機室，司機室內⿰オト⿰バイ運轉方向的倒爿設有司機操縱台，正爿設有副司機座席佮手制允手柄，司機室雙爿設有供乘務員乘降的邊仔門，司機室頂頭車頂有兩葩密封光束燈式前照燈。原型車的兩爿是採用非貫通的形式，並且有大面積頭前窗玻璃以改善司機的瞭望視野。因應⿰オト⿰バイ重聯運用的需要，量產車改做採用貫通型的車捀結構，司機室頭前捀中央設有貫通門，通過另外一台機車。

機械室

為著方便司機佮檢修人員的操縱佮維護工作，ED 七十七型電力機車儘可能採用佮 ED 七十五型的電力機車仝款的設備布置方式。車體中部是設有各種機械佮電氣裝置的機械室，重量上大的主變壓器安置佇咧中央位置，一爿方向設起來有牽連 mòo-tà 通風機、旋轉式破相機、交流濾波器、控制電器等等的設備，二空方向設有矽控整流器、電動空氣壓縮機、勵磁電阻器等等的設備，機械室內底設有貫通式雙爿內走廊連接兩爿司機室。車體下跤除了有三台轉向架以外，猶閣吊兩个總風缸。為著提高⿰オト⿰バイ的防雪防寒性能，車頂懸的高速斷路器、避雷器等高壓電氣設備改做安裝佇車體內部，外置的高壓設備干焦兩台 PS 一百空一型雙臂式集電弓。

此外，ED 七十七型電力機車的通風系統嘛佮 ED 七十五型的電力機車有所無仝款，車身兩爿各設有五个通風百葉窗佮採光玻璃窗仔門，主變壓器佮整流裝置等主要電氣設備的冷卻空氣攏取自車內，夏季的時陣對機械室內吸入去冷風后經車頂通風口排出熱風，啊若冬季的時陣就關車頂通風口而且改做室內循環方式，以改善室內保溫性能佮減少車外冷風吸入量。

車體結構

ED 七十七型的電力機車是採用輕量化整體承載式全鋼銲接結構箱仔車體，車體全長十四 , 兩百毫米（量產車延長到十五 , 零毫米）， 全闊二 , 八百毫米。除了車體長度延長佮室內循環冷卻外，車體結構佮 ED 七十五型電力機車基本相仝。

電氣系統

主電路

ED 七十七型的電力機車是交—直流電傳動的整流器式電力機車，⿰オト⿰バイ主電路由空氣斷路器、主變壓器、整流器、牽引 mòo-tà、平波電抗器、電路保護裝置等部份組成。⿰オト⿰バイ對高架電車線獲取高壓交流電，首先由主變壓器降低電壓，閣通過矽控整流器轉換做脈流電（即方向無變干焦電壓變化的直流電）， 然後供電予四台並聯的牽引 mòo-tà。

ED 七十七型電力機車採用了閘流體相位控制的調壓方式，取代矣 ED 七十五型的電力機車的磁放大器級間相控調壓。考慮著功率因數和諧波干擾的因素，採用了流體四段半控橋式整流電路，整個流器由反並聯合的閘流體佮二極體組成整流橋，利用相位控制直接進行無級調壓，毋但提懸著電的機車的粘著牽引性能，閣會當取消笨重的有觸點仔式調壓開關。

控制系統

為著起動平穩和有效利用粘著重量，機車採用單閉環恆壓控制系統（AVR）， 伊是由司機控制器、予定器、較器、自動脈拚徙相器（APPS）、 電壓反饋系統等等部份組成，代先通過對牽拖 mòo-tà 迴路負載電壓的檢測，得著相應的反饋號誌電壓，並且佮定器（定時磁放大氣）輸出的基準號誌電壓進行較，若是負載電壓佮基準電壓無仝則產生一个偏差號誌，使徙相器發出一个相位佮基準電壓有一定函數關係的脈衝號誌，來觸發閘流體佮改變控制角大細。

主變壓器

機車裝用一台 TM 九百十六型芯式單相主變壓器，冷卻方式為強迫油循環導向風冷卻，額定容量為兩千兩百九十千伏安，變壓器次邊有三個線圈，包括一个向主電路供電的牽引線圈、一个向輔助系統供電的輔助線圈佮一个向旅客列車供電的供電線圈。主變壓器和平波電抗器採用一體化結構，安裝佇仝一跤油箱內面閣共用一組冷卻系統，減少電氣裝置的體積佮重量。

整個流裝置

整個流裝置的採用 RS 九百空五型矽控整流器，冷卻方式為著強迫通風降溫，額定功率為著兩千四百千瓦，額定著整流電壓做千兩百伏特，額定電流做兩千安倍；全車幫使用兩百五十六个半導體元件，包括一百六十个 DJ 十六型矽二極體（上大反向電壓做一千三百伏特，上大反向脈衝電壓做一千六百伏特，平均整流電流為兩百八十安倍）九十六个 CJ 二 L 型閘流體（上大反向電壓做一千兩百伏特，額定整流電流做兩百五十安倍）。

牽引 mòo-tà

逐个兩爿斡對架仔安裝兩台 MT 五十二型四極串勵直流牽引 mòo-tà（十五號機車改做使用經改良的 MT 五十二 A 型）， 細漢時功率為四百七十五千瓦，繼續功率為四百二十五千瓦，額定電壓做九百伏特，定子的線箍採用環氧樹脂浸跡絕緣以提懸絕緣佮有耐熱性能。牽引 mòo-tà 迴路接有平波電抗器，以減少整流電流的脈動成分佮改善 mòo-tà 的換向性能。為擴大機車的恆功調速範圍，閣會使對牽 mòo-tà 使用一級磁場削弱，削弱率會當達到百分之六十。

電氣供暖

和 ED 七十五型的電力機車仝款，ED 七十七型電力機車亦設有列車供電系統，會當佇冬天為旅客列車的電熱烘著裝置直接供電，由主變壓器的供電線圈向列車輸出一千四百九十八葩特單相交流電，額定容量做三百八十千伏安，司機室邊仔門邊仔閣有裝一葩供電的狀態指示燈。機車兩爿設有 KE 三型供電插座，通過供電線佮列車連接。

輔助電路

機車的輔助電路系統主要採用三相交流傳動。牽引 mòo-tà 通風機、電動空氣壓縮機等攏採用三相鼠籠式異步 mòo-tà 驅動。輔助電路系統由主變壓器輔助線圈供電，閣由一台旋轉式破相機將單相交流電轉換做三相交流電，額定電壓做四百伏特五十赫茲。另外閣設有一台小型電動發電機，為控制電路、照明電路、ba̍t-té-lih 充電供應一百伏特直流電。

斡對架仔

機車行部為三台二軸轉向架，包括兩台 DT 一百二十九型兩爿斡向架和一台無動力的 TR 一百空三型中央斡對架仔。

兩爿斡對架仔

兩爿斡向架仔佮 ED 七十五型的電力機車的轉向架完全仝款。構架是採用「日」字型的鋼枋拋接結構，軸箱是採用導框式定位結構，轉向架固定軸距做兩千五百毫米。牽引 mòo-tà 掛裝置採用軸懸式，牽引 mòo-tà 的一爿通過抱軸承拄性地支承佇車心頂，另外通過樹奶彈性元件掛佇咧斡向架仔頂懸，牽引 mòo-tà 輸出的轉矩通過一級減速齒輪傳動輪著，車齒傳動比為四堵四四（十六：七十一）。

轉向架採用無搖枕的全邊承承支重結構，車體全部重量通過四組邊仔承弓仔由兩台斡向架仔支承。一改懸吊做軸箱頂端捲簧，二改懸吊做構架外爿的邊承弓仔，邊仔承弓仔採用逐爿兩个並聯的捲螺仔圓弓仔組，並配有垂向油壓減震器。此外，車體佮斡向架之間閣設有轉踅限位裝置佮抗蛇行減震器。牽引力佮制影響力通過「Z」字形低位斜牽引杆裝置來傳遞。牽引杆佮牽引拉杆座呈對角斜對稱布置，佮連接佇構架下跤的三角形迴轉支承佮橫向連杆組成牽引杆系統，予牽引杆的牽引點交佇軌面，理論上斡向架仔內無軸重轉移，以充分利用⿰オト⿰バイ粘著重量佮減少軸重轉移。

基礎制鋪排做雙爿的瓦枋枋，每一个輪對左右各設有一个趨缸，並設有制影響梁以保證兩爿的門草仝步作用，另外閣設置了閘瓦間的縫調整器。

中央斡對架仔

ED 七十七型的電力機車是繼續 ED 七十二型的電力機車了後，第二種採用會當變軸重中央斡向架的國鐵電力機車。斡對架構架是採用「U」形邊梁的鋼枋拋接結構，固定軸距離做一千六百毫米。中央轉向架亦採用邊仔承載，中央吊掛裝置採用空氣弓仔。中央轉向架和車體之間閣設有橫向輾振動裝置，通機車通過曲線。

為適應路線條件較䆀的鐵線鐵路牽引需要，ED 七十七型的電力機車具有軸重調整功能，通過調節中央空氣弓仔的內部壓力，來改變兩爿佮中央斡向架仔的軸重分配，使動車心會當根據路線條件設定做十四、十五、十六抑是十六分八噸。該功能毋但擴大機車的使用範圍，閣會當引列車起動的時陣用較大的軸重，以提高粘著性能。

車輛保存

• ED 七十七一號機車：靜態保存佇新幹線綜合車輛中心。
• ED 七十七二號機車：退伍了後捌保存佇吹田機關區，至一九九三年因為清拆扇形車庫來予人解體處理。
• ED 七十七八號的機車：靜態保存佇鐵道綜合技術研究所國立研究所（國分寺市）。