JR貨物EF五百型的電力機車
EF 五百型的電力機車（日本語：EF 五百形電牌牌牌車）是日本貨物鐵道（JR 貨物）的多電流制電力機車車型之一，適用供電的制式為一千五百伏特直流電、二十千伏五十赫茲佮六十赫茲單相交流電的電氣化鐵路，因為川崎重工業佮三菱電機佇一九九空年設計製造，彼種⿰オト⿰バイ干焦試做一台並無投入批量生產。
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，這陣牽重量的增加造成限制。
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 五百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、一千千瓦三相異步牽引 mòo-tà 佮十六位元微電腦控制系統。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。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。
運用歷史
一九九空年八月，EF 五百型電力機車的頭一台原型車（九百空一）佇川崎重工業兵庫工場落成，並配屬 JR 貨物新鶴見機關區，投入東北本線開始進行各項性能確認試驗。這台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採用紅葡萄色，車體正面車燈的部份是採用白色的，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。
EF 五百型的電力機車開始試驗了後就拄著佮 EF 兩百型電力機車仝款的問題，主要是因為有的牽引供電系難以承受大功率電力機車，致使⿰オト⿰バイ無法度充分的發揮其牽引性能。當機車以全功率狀態佇直流區間運轉的時，高架電車線負載電流有可能超過在來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。除了這以外，閘流體整流器佮 GTO 牽引變流器嘛產生較濟的懸次諧波電流，因為鐵路沿線通訊設備造成電磁干擾。
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，JR 貨物無閣急切需要大功率貨運電力⿰オト⿰バイ，終止矣 EF 五百型電力機車的量產計劃。成做唯一一台原型的車 EF 五百九百空一號機車，佇一九九四年完成性能試驗了後就停止運用，並且被長期封存佇長町機關區。一九九九年，原長町機關區佮原盛岡機關區合併佮成立了仙台綜合鐵道部。二空空二年三月二九，EF 五百九百空一號⿰オト⿰バイ正式除籍報廢，了後予人回送到廣島車輛所保存。
雖然 EF 五百型的電力機車無投入批量生產，毋過佇咧吸收研驗佮試驗結果的基礎頂懸，JR 貨物閣先後開發矣交直流兩用的 EH 五百、EF 五百十型電力機車。EH 五百型的電力機車是雙節八軸的四千瓦電力機車，用來替換東北本線的 ED 七十五型的電力機車；EF 五百十型電力機車是單節六軸的三千三百九十千瓦電力機車，用來替換日本海縱貫線佮定磐線的 EF 八十一型電力機車。
技術特點
總體布置
司機室
EF 五百型的電力機車是幹線貨運用的大功率多電流制電力機車，採用整體承載式全鋼拋接結構車體。車體外形佮 EF 兩百型電力機車相𫝛，採用前端中部吐出來的半流線型外形，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。車體兩爿各設有一个司機室，佇咧機車車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、風缸壓力表、電壓錶、電流錶、狀況指示燈等儀表，以及 ATS 無人警戒揤鈕；倒手爿設有氣象佮電阻制鋪控制器；正手爿設有司機控制器佮一个十英寸彩色液晶顯示螢幕。
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。重量上大的主變壓器佮空氣斷路器、電流轉換開關、主熔斷器等配套設備位佇⿰オト⿰バイ中部。主變壓器兩爿各設一个高壓電器櫃，兩个高壓電器櫃內的設備大致仝款，主要包括整流器、牽引變流器、制鋪電阻、直直流斷路器等設備。頭一端司機室佮高壓電器櫃之間設有牽引 mòo-tà 通風機、肺癆裝置、電動空氣壓縮機。第二爿司機室佮高壓電器櫃之間設有牽引 mòo-tà 通風機、輔助變流器、低壓電器櫃、微電腦控制櫃遮的裝置。
EF 五百型的電力機車的機械室內設有雙爿走廊連接兩爿司機室，毋是 EF 兩百型電力機車的單爿走廊結構，所以繼續沿用傳統的車體自然通風的方式，兩爿壁頂攏有裝大型通風百葉窗、空氣濾清裝置佮八个採光玻璃窗。車頂安裝有兩台會當佇交流抑是直流電氣化區間通用的 FPS 一型單臂式集電弓。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 和平波電抗器。
電氣系統
牽引系統
EF 五百型的電力機車是採用交—直—交流電傳動的變流器控制電力機車，⿰オト⿰バイ主電路由空氣斷路器、整流器、牽引變流器、平波電抗器、交流牽引 mòo-tà 等部份組成。咧交流電模式下跤，對高架電車線獲取的二十千燭單相交流電，經集電弓佮斷路器輸入主變壓器降壓後供予高壓電器櫃，代先經過兩个整流器整流成一千五百欉特直流電，逐个整流器向三个牽引變流器供電，會直流電轉換做電壓佮頻率可調節的三相交流電閣供予六台牽引 mòo-tà。佇咧直流電模式下，高架電車線的一千五百伏特直流電直接向牽引變流器供電。
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）。 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 五百型電力機車亦是採用十六位元微電腦控制系統進行全面數位化控制，毋過防空轉系統檢測的方式佮 EF 兩百型的電力機車有無仝款，伊是通過檢測各軸轉速的加速度，若是加速度超過預定值或者是加加速度超過極限值，牽引變流器會自動調節各軸的扭矩，並且進行掖砂以恢復粘著。
主要電器
機車裝有一隻 FTM 一型殼式單相主變壓器，冷卻方式為強迫油循環導向風冷卻，額定容量為七千六百六十千伏安。整流裝置採用混合兩段橋式全波整流電路，其中一段為一千兩百二十積特的閘流體全控橋，另外一段為流閘體佮二極體構成的七百十積特半控橋；整流器採用強迫通風寒卻，額定容量為二 × 三千七百三十五千伏安。是因為製造成本和設備重量的考量，EF 五百型的電力機車無應用閣較先進的四象限脈衝整流器，干焦採用這種傳統的混合橋式整流電路，但是𤆬來增加電流諧波的缺點。
牽引變流器的電路系統佮 EF 兩百型的電力機車大概仔仝款，但是採用三菱製造的可關斷遮流體（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 / 三千 A）和一个反並聯二極體（四千五百 V / 五百 A）構成，佇咧直直流輸入邊仔閣設有濾波器。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，額定輸出容量為六 × 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。
機車裝有六台 FMT 一型牽引 mòo-tà，佮 EF 兩百型的電力機車所使用的 FMT 二型牽引 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 一型牽引 mòo-tà 為鼠籠式三相六極異步 mòo-tà，細漢的時陣功率是千千瓦，額定電壓做一千一百伏特，額定電流做六百四十五安培，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。
輔助電路
EF 五百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，包括牽拖 mòo-tà 通風機、牽引變流裝置通風機、制馮電阻通風機、電動空氣壓縮機等。輔助電源由兩台靜止式輔助變流器（SIV）提供，功率控制模組仝款採用 GTO 元件，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，額定容量為二 × 一百五十千伏安。
制鋪系統
EF 五百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，通過整流器會發出的電能整流為直流電並連接著制允電阻，上大制馮功率是三千千瓦。⿰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。
肺炎系統方面，EF 五百型的電力機車佮 EF 兩百型的電力機車、DF 兩百型柴油機車仝款應用電控氣響，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。基礎制鋪排裝置做雙爿的瓦制鋪單元，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 一型兩爿斡向架佮一台 FD 二型中央斡向架。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，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。牽引 mòo-tà 是採用軸懸式驅動的方式，牽引 mòo-tà 的一爿通過抱軸承拄性地支承佇車心頂，另外一爿通過吊杆仔掛佇斡向架仔頂懸，牽引 mòo-tà 輸出的轉矩通過一級減速直齒輪傳動輪著，車齒傳動比為四堵四四（十六：七十一）。
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。軸箱是採用無磨喙的轉手路定位結構，斡向架仔固定軸距離做二 , 六百毫米。一改懸吊做內外兩箍弓仔組成的捲簧組，布置佇心箱頂懸的敧梁截面內。二系邊仔承懸掛做空氣弓仔，布置佇咧構架邊梁外爿中部的邊仔承座頂懸。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。牽引力佮制響力是通過「Z」 字形布置的低位雙牽引拉杆裝置佮安裝佇咧車體下底架下底的中心銷傳達。