日本国铁ED73型电力机车

ED73型电力机车(日语:ED73形電気機関車)是日本国有铁道交流电力机车车型之一,适用于供电制式为20千伏60赫兹的工频单相交流电气化铁路,于1962年由东芝公司研制成功,也是日本国铁最后一种采用水银整流器的交流电力机车。

ED73
概览
类型电力机车
原产国 日本
生产商东芝
生产年份1962年—1963年
产量22台
主要用户日本 日本国有铁道
技术数据
UIC轴式Bo'Bo'
轨距1,067毫米
轮径1,120毫米
轴重16.75吨
机车长度14,400毫米
机车宽度2,800毫米
机车高度3,600毫米(轨面至车顶平面)
4,260毫米(降弓状态)
整备重量67吨
受流电压AC 20kV 60Hz
传动方式交—直流电
牵引电动机MT52 × 4
最高速度100公里/小时
持续速度49.1公里/小时
牵引功率1,900千瓦
牵引力14,100公斤(持续)
制动方式EL14AS自动空气制动机、手制动机
安全系统ATS-S

发展历史

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研制

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1961年,日本国有铁道对鹿儿岛本线门司港久留米区段进行交流电化改造,东芝公司在吸取ED71 2号机车研制和运用经验的基础上,为九州地区开发研制了ED72型电力机车。1962年,东芝公司又研制了同系列的ED73型电力机车。其中,ED72型电力机车设有为旅客列车供暖的蒸汽锅炉,因而主要用于牵引普通旅客列车。而ED73型电力机车则相当于取消了蒸汽锅炉和中间转向架的ED72型电力机车,主要用于牵引货物列车20系日语国鉄20系客車寝台列车蓝色列车[1]

1962年至1963年间,东芝公司小批量生产了共22台ED73型电力机车。第一批11台机车(1~11)于1962年制造,目的是满足鹿儿岛本线货物列车的牵引需要,制造预算由国铁昭和36年度第3次债务承担。第一批11台机车(12~22)于1963年制造,以满足鹿儿岛本线货物列车的增发需要,制造预算由国铁昭和37年度第1次债务承担[1]

运用

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ED73型电力机车全部配属于门司机关区日语門司機関区并投入鹿儿岛本线运用,主要担当门司编组站日语北九州貨物ターミナル駅鸟栖站的货物列车、以及无需蒸汽供暖的寝台列车的牵引任务。ED73型电力机车和ED72型电力机车一样,由于机车轴重相对较大,即使九州地区主要干线全面实现交流电化之后,仍然限定运用于线路条件较好的北部九州地区熊本以北)。

1964年10月1日,因应东海道新干线全线通车,日本国铁实施了大范围运行图调整,开行了新大阪博多的“燕号”和“鸽子号特急旅客列车,由直流专用的151系电力动车组担当,因此列车在下关以西需要使用电力机车牵引,并在机后一位加挂Saya420型电源车,为列车供应照明空调电源。列车在门司至下关之间使用EF30型电力机车牵引,而门司至博多之间则由ED73型电力机车牵引。专门用于牵引这两对列车的ED73型电力机车(15~22)进行相应改造,包括加装了配合电力动车组的控制电路系统,以及控制电源车快速降弓和停止电动发电机的紧急开关。1965年10月1日,随着双电流制的481系电力动车组投入服务,“燕号”和“鸽子号”列车不再需要电力机车牵引,ED73型电力机车亦恢复为原来的状态。

1968年,为了提高寝台旅客列车的旅行速度,日本国铁对所有20系客车进行制动系统改造,通过对原本的AS空气制动机加装电空阀、中继阀等电控装置改造为AREB电空制动机,实现列车制动系统的电控化,使列车最高运行速度由95公里/小时提高至110公里/小时。为了配合20系寝台列车的电空制动改造,及满足10000系日语国鉄コキ10000形貨車高速货物列车日语高速货物列车的牵引需要,九州地区的ED73型电力机车亦进行了相应改造。改造内容包括加装机车电空制动机,制动信号通过车辆及机车间的KE72型电气连接器传送;加装总风管以满足20系客车空气弹簧的用风需要;安装了与20系客车乘务员室相连的有线电话,车端加装KE59型电气连接器;对主变压器和高压调压开关等电气设备进行少量调整,以适应高速运转的需要。完成改造的机车改称为ED73型1000番台电力机车,首12台机车(1~12)于1968年完成改造,而其余10台机车(13~22)于翌年完成改造。然而,由于受到机车的性能限制,20系客车在九州地区的最高运转速度为100公里/小时。而ED73型1000番台电力机车亦限定运用于除日丰本线以外的北部九州地区。

1970年,鹿儿岛本线全线电气化完成改造,专门为牵引特急旅客列车和高速货物列车而设计的ED76型1000番台电力机车亦投入运用。1980年,原本运用于北陆本线的部分EF70型电力机车转配属门司机关区,用来替换日益老化的ED72、ED73型电力机车。至1982年,全部ED73型电力机车停运报废。其中,ED73 1016号机车报废后曾经存放于小仓工厂(今小仓综合车辆中心日语小倉総合車両センター),直至2006年左右因年久失修而解体处理。

技术特点

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总体布置

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ED73型电力机车是客货运通用的交流电力机车,适用于供电制式为20千伏60赫兹的工频单相交流电气化铁路。机车采用轻量化全钢焊接结构箱型车体,车体形式与ED72型电力机车大致相同,同样采用前端非贯通结构,但由于ED73型电力机车并没有搭载蒸汽锅炉,因此车体长度也比前者缩短了3000毫米。

车体两端各设有一个司机室,司机室内机车运行方向的左侧设有司机操纵台,司机室两侧设有供乘务员乘降的车门。车体中部是设有各种机械及电气装置的机械室,内设有贯通式双侧内走廊连接两端司机室,主变压器、控制电器及辅助机械等设备均采用单元化的布置方式,以便进行检修维护。车顶安装有两台PS100型双臂式受电弓高速断路器避雷器主熔断器等高压电气设备。

电气系统

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ED73型电力机车是交—直流电传动的整流器式电力机车,机车主电路由空气断路器、主变压器水银整流器、调压开关、牵引电动机、电路保护装置等组成。机车从架空接触网获取高压交流电后,首先经过主变压器降低电压,再通过整流器转换成脉流电(即方向不变而只有电压变化的直流电),并供电给牵引电动机。

机车主电路系统和调速控制系统与ED72型电力机车完全相同。机车装用一台干式风冷的TM6型主变压器,额定容量为2050千伏安。整流装置采用由八个引燃管组成的RM2型水银整流器,整流器额定功率为2052千瓦,额定整流电压为750伏特,额定整流电流为4×684安培。四台牵引电动机全部永久并联连接,使用MT52型四极串励直流电动机,小时功率为475千瓦。

机车使用变压器高压侧调压、整流器相位控制、牵引电动机磁场削弱来达到调节速度的目的。1970年,ED73型电力机车进行了以硅整流器取代引燃管整流器的改造,但由于硅整流器是不可控整流电路,因此改用硅整流器的电力机车亦失去了栅极相位控制功能。

转向架

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机车走行部包括两台DT119B型二轴转向架,构架采用“日”字形的钢板焊接结构,轴箱采用无磨耗的拉板式定位结构。转向架采用全旁承支重方式,车体全部重量通过四个旁承支座坐落在两台转向架上。一系悬挂为轴箱顶端螺旋弹簧和橡胶垫,二系旁承悬挂为每侧两个并联的螺旋圆弹簧组,并配有垂向油压减震器。使用了低位反向牵引杆装置,牵引点高度接近于轨道平面,减少牵引列车起动时的轴重转移

ED73型电力机车采用轴悬式驱动装置,牵引电动机的一侧通过抱轴瓦刚性地支承在车轴上,另一侧通过吊杆悬挂在转向架构架上,牵引电动机输出的转矩通过一级减速齿轮传递给轮对,齿轮传动比为4.44(16:71)。

参考文献

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  1. ^ 1.0 1.1 ED73 1~22. kanarail. [2013-10-23]. (原始内容存档于2021-03-24).