JR貨物EF兩百型的電力機車
EF 兩百型的電力機車（日本語：EF 兩百形電交機檯車）是日本貨物鐵道（JR 貨物）的直流電力機車車型之一，適用供電的制式為一千五百伏特直流電的電氣化鐵路，嘛是日本第一代採用三相異步來牽引 mòo-tà 的交流傳動電力機車，而且佇一九九三年得著鐵道友之會授予的第三十三屆桂冠獎，為該公司佇一九八七年成立以來頭擺得著獎的鐵路車輛。
開發背景
一九八七年國鐵分割民營化了後，日本國有鐵道的貨運業務由日本貨物鐵道（JR 貨物）繼承，負責經營全國性的鐵路貨物運輸業務。一九八空年代尾的平成景氣期間，因為國內鐵路貨物運輸量的快速增長，加上面對貨運市場上各種運輸方式的激烈競爭，促使 JR 貨物積極提高鐵路貨物運輸能力，採取擴大貨物列車編組佮提懸列車平均運轉速度等等措施，為客戶提供快捷會靠的鐵路貨運產品方案。一九九空年三月全國鐵路運行圖調整，JR 貨物佇東海道的本線組織會當開行一千三百噸的貨櫃列車，共列車編組對往過的二十四台擴大到二十六台，這九十五 khí-looh / 小時的技術速度運轉；同時，閣制定關於旅客列車佮貨物列車站線有效長度的規定，並對新潟、郡山、秋田等等四个貨運車站來做延長到發線的改造。
因為 JR 貨物考慮繼續增發貨櫃列車，閣進一步提懸貨櫃列車的上大牽引重量，因為按呢開展新一代大功率電力機車的開發計畫，其技術性能要求是根據貨櫃列車的兩條主要路線來制定，其中東京到大阪的牽引定額以一千六百噸為目標（上大坡度十 ‰）， 啊若東京至北海道是以一千～一千一百噸為目標（上大坡度二十五 ‰）。 彼當陣 JR 貨物擁有的近六百台電力機車當中，主要包括三千九百千瓦的 EF 六十六型直流電力機車、兩千五百五十千瓦的 EF 六十五型直流電力機車佮 EF 八十一型多電流制電力機車、佮一千九百千瓦的 ED 七十五型交流電力機車；毋過根據技術計算，就算是用功率上大的 EF 六十六型電力⿰オト⿰バイ牽引一千六百擋列車，咧十 ‰ 坡道上的平衡速度干焦是四十五 khí-looh / 點鐘，這限制矣牽引重量的進一步提升。
一九九空年，JR 貨物同時開發研製了兩款六千瓦大功率交流傳動電力機車，其牽引功率是 EF 六十六型電力機車的一石五倍。其中，EF 兩百型電力機車適用佇咧一千五百欉特直流電氣化鐵路，計劃投入東京到大阪間使用；而且 EF 五百型電力機車適用佇咧一千五百欉特直流電氣化鐵路佮二十千欉交流電氣化鐵路，計畫投入東京至北海道間使用。兩者攏照仝款的性能指標進行設計，即上懸速度為百二十 khí-looh / 點鐘，當咧牽引一千六百噸列車通過十 ‰ 坡道的平衡速度會當達到九十 khí-looh / 點鐘以上，並且會當牽引一千六百噸列車佇十五 ‰ 落崎起磅。
EF 兩百型的電力機車是由變流器變頻控制的交流傳動電力機車，採用 GTO 牽引變流器佮一千千瓦三相異步牽引 mòo-tà。牽系統的主要特點是採用單軸控制技術，逐台牽連 mòo-tà 隨人對應獨立的牽引變流器，每三个牽引變流器組成一个變流器單元，這个構成一个較懸趁錢的這个主電路。EF 二百型電力機車閣採用十六位元微電腦控制系統，有恆速運轉控制、防空轉才閣黏著控制、軸重轉移補償等等的功能。因為考慮著貨物列車主要佇列車密度較低的暗時運轉，並無採用受直流電網條件限制的再生制抹，是採用具較懸可靠性的電阻制領。
形式區分
原型車
一九九空年六月，EF 兩百型電力機車的頭一台原型車（九百空一）佇日立製作所水戶工廠落成，仝年七月配屬 JR 貨物新鶴見機關區，並且投入東海道的本線佮山陽本線開始進行各項性能確認試驗，至一九九一年初已經完成全部性能試驗。佇山陽本線瀨野到八本松間（「 瀨野八」）崎坡區間進行的崎停起動試驗當中，EF 兩百九百空一號⿰オト⿰バイ成功牽引一千一百噸的列車佇相當於二十五分三 ‰ 的大坡道衝懸起去。
這台原型的車具有一寡佮以後量產車無仝款的特點，比如講佇車頂設有較大型的設備外罩，司機室頂懸向頭前小可敧身，空調裝置入風口設置佇司機室頭前捀。此外，斡對架採用「Z」字形低位牽引杆仔裝置，牽引杆有一定的敧角以減少軸重轉移。原型車落成時所採用的新點點仔裝參考自歐洲同類型電力機車，放捒以往國鐵電力機車千篇一律的標準色抹粉點，其中兩爿司機室部份是採用深藍色，司機室邊仔門採用黃綠色，車體正面車燈的部份是採用真深的殕色，啊若兩爿車身的中部是採用殕白色，並且閣有「INVERTER HI-TECH LOCO」的英文字體。
量產車
一九九二年初，日立製作所開始小批的量生產 EF 兩百型的電力機車，至一九九三年攏總生產二十台量產車，全部仝款配屬新鶴見機關區。
量產車根據首台原型車的試驗結果演出一寡改進，比如講因為牽落來的物件 sài-sù 小型化，因為降低車頂的設備外罩的懸度；司機室頂懸改做水平平面毋是向前敧身，並且調整司機室內的設備布置，空調裝置進風口改做佇車體下底；行部份改做裝用 FD 三 A 型兩爿斡向架和 FD 四 A 型中央轉向架，原本安裝佇咧構架外爿的單元隱缸佮停留精神裝置改做安裝佇咧構架內部用簡化結構，抑若中央轉向架是運用水平的牽引杆。
量產車落成的時陣所採用的車身抹裝佮原型車基本相仝，但車體正面車燈部份改用深藍色。
運用歷史
一九九二年，EF 兩百型電力機車開始投入東海道本線佮山陽本線運用，主要做貨櫃列車的牽引任務。毋過，因為既然有的牽引供電系難以承受大功率電力機車，致使著 EF 兩百型的電力機車無法度充分的發揮其牽引性能。當 EF 兩百型電力⿰オト⿰バイ以全功率狀態運轉時，高架電車線負載電流會達到四千安培，上大瞬時負載電流會達到四千八百安培，有可能超過東海道佮山陽本線牽引變電所的容量限制，網爿電壓嘛會出現較大幅度的低滑，影響仝一个供電的區間內其他列車的運轉。
佇咧 EF 兩百型的電力機車投入運用進前，JR 貨物已經考慮進一步提懸牽引變電所的容量，毋過一九九空年代初日本泡經濟破滅了後鐵路貨運量增長無力，加上無法度佮有鐵枝路基礎設施的 JR 東海和 JR 西日本達成協議，因此對牽引供電設備的升級改造被迫推遲實施。所以，為著降低 EF 兩百型電力機車的食電量佮電網負擔，所有 EF 兩百型電力⿰オト⿰バイ攏被限制功率運轉，實際牽引功率比起來的 EF 六十六型的電力機車的三千九百千瓦，高架電車線負載電流的大約處兩千六百安培的水平。雖然佇性能試驗期間捌成功牽引一千六百噸的列車，毋過後來實際營運內底上大的牽引定數猶是維持佇一千三百噸。終其尾，JR 貨物干焦買二十一台 EF 兩百型的電力機車，紲落來的 EF 兩百十型電力機車是將點鐘功率大幅降低至三千三百九十千瓦。
一九九九年四月初一，本底配屬新鶴見機關區的 EF 兩百型的電力機車，全部轉配屬到歕田機牌牌區。二空空一年一月，為著紀念阪神大地動了後神戶市的重建工課，EF 兩百車一號⿰オト⿰バイ的車身兩爿披上了美國畫家亞莉山卓 ・ 妮齊塔的插畫作品，該插畫以出名地標神戶港塔佮象徵地動遇難者的日頭花少女圖案做主題，閣配上「神戶感謝你」（「 神祇 からありがとう」）的資訊。
二空空二年，JR 貨物佇咧日本政府的「幹線鐵道等活性化事業費補助」計畫下，開始對山陽本線來進行鐵路貨物運輸擴能改造工程，以提升鐵路佇中長距離貨運市場的競爭力，改造範圍包括對吹田園園內底到北九州貨物總站，增加沿線五个主要牽引變電所的供電容量，以及延長其中三个車站的待避線有效長度，擴能改造工程佇二空空七年三月正式完成。佇二空空七年三月十八實施的運行圖調整中，山陽本線貨物列車的牽引定數對一千兩百噸提懸到一千三百噸，並使用 EF 兩百型電力機車做為主要的牽引力。
二空空八年十月，EF 兩百逸號機車佇運轉途中發生司機室火災事故，並佇仝年十一月初二回送到廣島機關區，拆掉車頂可用零部件了後予長期廢置，到二空一一年九月正式除籍報廢、二空一三年一月中旬解體。除了這以外，對二空空五年起佇廣島車輛所完成例行檢修的 EF 兩百型的電力機車，相連紲改採用殕色為基調的新塗裝，類似 EF 兩百十型電力機車所採用的標準塗墼，其中 EF 兩百十九號⿰オト⿰バイ是頭一台新塗墼的機車。至二空空九年四月二十二號，EF 兩百二號⿰オト⿰バイ完成例行檢修閣重新投入運用了後，所有舊塗裝的 EF 兩百型電力機車攏換做新塗裝。
節甲二空一四年二月，尚存的二十台 EF 兩百型的電力⿰オト⿰バイ猶原配屬於吹田機關區，主要是做東海道的本線佮山陽本線的貨物列車牽引任務（東京—歕田—幡仔生）， 通常佮 EF 六十六、EF 兩百十型電力機車共通運用。因為日立製作所已經停止電力機車製造業務，電力機車的零部件供應亦日漸漸困難，部份的車況較䆀的 EF 兩百型的電力機車去予報廢，並為賰的車輛提供會當用的零部件。節甲二空一七年三月一號，吹田機關區猶原配屬有十台 EF 兩百型的電力機車。
二空一七年十月，EF 兩百型電力機車的九百空一號原型車正式除籍退役，糊著舊塗頂懸閣靜態保存佇日立製作所水戶的工場。
二空一九年三月二八，EF 兩百十八號機牽引貨物列車對山口縣下關市的幡仔生調車場到大阪府吹田市的吹田貨物總站了後，退出現役行列。根據 JR 貨物表示，EF 兩百退伍了後欲全部報廢。
技術特點
總體布置
車體結構
EF 二百型電力機車是幹線貨運用的大功率直流電力機車，適用供電的制式為一千五百伏直流電的電氣化鐵路。⿰オト⿰バイ採用整體承載式全鋼拋電龜接結構車體，車體邊牆仔採用較厚度到六毫米的耐候鋼板，提懸了車體結構強度佮防腐蝕性能。車體外形方面，EF 二百型的電力機車採用車體前捀中部吐出來的半流線型外形，頭前窗仔部份向後爿敧二十五 °，前照燈佮尾燈以橫向並列的方式佈置佇車體正面下跤兩爿。
司機室
車體兩爿各設有一个全新設計的司機室，為著適應貨物列車長距離運轉的需要，特別改善司機室的工作環境，各項設備均根據人體工學原理來布置。司機室內⿰オト⿰バイ運轉方向的倒爿設有司機操縱台，司機室雙爿設有供乘務員乘降的邊仔門。司機操縱台正中央設有速度錶仔、壓力表、指示燈等儀表，以及 ATS 無人警戒揤鈕、IC 卡讀取器佮一个十英寸彩色液晶顯示螢幕，倒手爿設有制允控制；正手爿設有司機控制器佮各種定用開關。儀表照明和各種的指示燈均採用 LED 作為光源，司機室閣設有空調佮烘燒裝置。
佈置佈置
車體中部是設有各種機械佮電氣裝置的機械室，機械室內底設備佈置是採用模組化方式。兩个完全仝款的高壓電器櫃以機車橫向中心線兩爿對稱布置，逐个高壓電器櫃內裝有三个牽引變流器佮兩組制鋪電阻，高壓電器櫃頂面閣裝有濾波電抗器佮濾波電容器。兩个高壓電器櫃之間設有電動空氣壓縮機、牽引 mòo-tà 通風機、真空斷路器、輔機起動電阻。頭一端司機室佮高壓電器櫃之間設有牽引 mòo-tà 通風機、低壓電器櫃、微電腦控制櫃。第二爿司機室佮高壓電器櫃之間設有牽引 mòo-tà 通風機、肺癆裝置、微電腦控制櫃。
因為機械室內設有單爿走廊連接兩爿司機室，所以干焦有設備側的車體側牆仔裝有冷卻風進風口佮慣性過濾裝置，走廊邊仔的車體側牆仔是設有八个採光玻璃窗。除了這以外，EF 二百型的電力機車嘛是繼續大阪市交通局七十系電聯車了後第二種採用單臂式集電弓的日本鐵路車輛，車頂安裝有兩台 FPS 二型單臂式集電弓，採用氣壓升弓佮弓仔降弓的操作方式。車體下跤除了設有三台轉向架以外，猶閣吊去總風缸、ba̍t-té-lih、輔助風缸佮電動發電機。
電氣系統
牽引系統
EF 兩百型的電力機車是用直的—交流電傳動的變流器控制電力機車，⿰オト⿰バイ主電路由真空斷路器、牽引變流器、濾波電抗器、濾波電容器、交流牽引 mòo-tà 等部份組成。高架電車線的一千五百伏特直流電電流，經集電弓佮斷路器輸入高壓電器櫃，經過六个牽引變流器將直流電轉換做電壓佮頻率可調節的三相交流電，向各自對應的六台牽引 mòo-tà 供電。
EF 兩百、EF 五百型的電力機車是以前應用單軸控制技術的交流傳動電力機車，逐台牽連 mòo-tà 隨人由獨立的牽引變流器供電佮控制（一 C 一 M）。 彼時的交流傳動電力機車大多採用用踅向架分組的架控方式，到德國的 AEG 十二 X 型的電力機車面世後，軸控技術才予人較廣泛地使用。軸控方式雖然佇咧會當靠性佮粘著利用利用上有明顯的優勢，準做一个變流器發生故障猶會當保持六分之五的牽引動力，毋過防空轉佮防趨行的檢測系統就更加複雜。
EF 兩百型電力⿰オト⿰バイ採用十六位元微電腦控制系統進行全面數位化控制。防空轉系統通過檢測各軸的實際轉速，並且佮已經做出輪徑修正的各軸轉速之上細漢值做連紲對比，根據平均精差判斷是毋是發生空轉，並自動控制各軸的變流器輸出頻率，若出現較明顯的空轉時間是進行掖砂。為著提懸貨物列車平均運轉速度佮減少對司機控制器的操作一直，EF 兩百型電力機車並引入恆速運轉控制的功能。
牽引變流器
牽引變流器是採用日立製造的可關斷閘流體（GTO）成做功率控制模組。逐个牽引變流器有六个三相逆變橋臂，每一橋臂由一个 GTO 元件（四千五百 V / 兩千 A）和一个反並聯二極體（四千五百 V / 五百 A）構成。這電壓型牽引變流器採用脈闊調製（PWM）的變頻控制（VVVF）方式，額定輸入電壓做一千五百伏特，額定輸出容量為一千一百五十千伏安，冷卻方式為非氟利鬧熱滾滾冷卻佮強迫通風冷卻。
牽引 mòo-tà
EF 兩百型電力機車裝有六台 FMT 二型牽引 mòo-tà，佮 EF 五百型的電力機車所使用的 FMT 一型牽引 mòo-tà 大致仝款，兩个人的差異只佇額定電流和上大轉速有小可無仝款。FMT 二型牽引 mòo-tà 為鼠籠式三相六極異步 mòo-tà，細漢時功率達到一千瓦，額定電壓做一千一百伏特，額定電流做六百十五安培，定子線圈佮電樞線圈攏採用 H 級絕緣，寒卻方式為強迫風寒。相比並 EF 六十六型的電力機車使用的 MT 五十六型直流 mòo-tà，FMT 二型牽引 mòo-tà 的重量減輕百分之二十，毋過輸出功率提懸超過百分之五十。
輔助電路
EF 兩百型電力機車採用三相交流傳動的輔助電路系統，各項輔助機械設備攏採用三相鼠籠式異步 mòo-tà 驅動，電源是由一台 FDM 一型沒刷電動發電機提供，將一千五百伏特直流電轉換做四百四十伏特六十赫茲三相交流電，額定容量做一百九十千伏安。機車載有到十台 FMH 三千空一十 A-FFK 十 A 型電動通風機，其中三台用來冷卻牽引 mòo-tà 佮牽引變流器，四台用來冷卻制馮電阻，賰三台用佇慣性除塵通風機。此外，輔助電機閣包括兩台為氣增加系統提供壓縮空氣的 FC 兩千型電動空氣壓縮機，佮一台為集電弓升弓提供壓縮空氣的 MH 九十九-AK 十八型輔助電動壓縮機（由 ba̍t-té-lih 供電）。
制鋪系統
EF 兩百型電力機車設有電阻制允和氣響系統。當使用電阻制鋪的時，牽引 mòo-tà 變做三相交流發電機運轉，才閣牽引變流器愛變做整流器的工課，會發出的電能整流為直流電並連接著制允電阻，上大制馮功率是兩千兩百八十千瓦。⿰オト⿰バイ有電空聯合制抹的協調功能，當電阻制鋪起來無法度產生誠好增加消息的時陣風颱，電阻制鋪排會使列車速度對一百二十 khí-looh / 細漢時降到約二十六 khí-looh / 點鐘，當速度低於二十 khí-looh / 細漢才投入氣怫。
肺炎系統方面，EF 兩百型電力機車佮 DF 兩百型柴油機車仝款，是日本頭擺佇鐵路機車頂懸應用電控氣怫，以改善貨物列車制馮的響應性能佮協調控制。該系統通過電子號誌傳送制鋪指令，並利用電磁活開關佮電氣指令式空氣增加機活門等裝置控制增加佮制鋪管壓力，並且有階段制鍰、階段來緩解、保壓制鋪、快速充氣的功能。基礎制鋪排做單爿的瓦制鋪單元，並且採用燒結合金作為閘瓦材質。
斡對架仔
機車行部為三台二軸無搖枕轉向架，包括兩台 FD 三型兩爿斡向架佮一台 FD 四型中央斡向架仔。兩爿斡對架仔會當相換使用，毋過中央斡過特殊性因為特殊性，袂當佮兩爿斡對架相換。中央斡向架佇咧弓仔佮車體之間有一輾振動裝置，該滾動裝置予圓柱形滾的、高等鋼枋、橫向限位拉杆等組成，使中央斡對架佇機車通過曲線的時陣，會當產生相對車體中心線的橫向位徙。
越向架整體結構揤一百六十 khí-looh / 點鐘的構造速度設計。構架是採用無端梁的「H」字形鋼板拋接結構，邊梁中部拋有二系弓仔的邊承座。軸箱是採用兩个無磨的圓筒型樹奶裝置定位結構，軸箱導杆通過其心柱固定佇邊梁頂懸，斡向架仔固定軸距離做二 , 六百毫米。一改懸吊做兩个並列的捲簧組，布置佇心箱頂懸的敧梁截面內。二系邊仔承懸掛做兩組半球形樹奶弓仔，布置佇咧構架邊梁外爿中部的邊仔承座頂懸。除了這以外，兩爿斡向架仔的二改懸吊並設有垂向油壓減震器，所有轉向架均有一系垂向油壓減震器佮抗蛇行減震器。也若牽引力佮制允拚的傳達方面，兩爿斡對架採用中央低位牽引斜拉杆裝置，毋過中央轉向架是採用「Z」字形低位牽引杆仔裝置。
為著改善機車高速運轉的動力學性能，EF 兩百型電力機車採用著浮動盤式輪對空心軸彈性傳動裝置，類似佇法國廣泛應用誠久的阿爾斯通式驅動裝置。牽引 mòo-tà 的兩爿通過吊杆仔承佇咧斡向架仔頂懸，閣佇車心頂套上一支仝心的空心。牽引 mòo-tà 通過滾柱軸承安裝佇咧空心軸以保證齒仔中心距不變，大車齒（對動齒輪）固定安裝佇空心心頂懸；空心軸的一爿通過彈性元件和車輪連接，另外一爿仝款通過彈性的元件佮大車齒連接。彈性元件由四連杆機構佮浮動盤組成，並使用樹奶關節做阻尼的元件。牽引齒輪傳動比為四堵六九（十六：七十五）。
參考書目
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- 濱田喜一 . 鋪講 JR 貨物 の 機檯車 . 鋪道 ピクトリアル ( 電籟車研究講 ) . 一九九八年四月，六百八十: 十二十五（日本語）.
- 特集：貨物輸送 . 鋪道 ピクトリアル ( 電籟車研究講 ) . 二空空年一月，六百八十（日本語）.
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