JR北海道733系電車
登場の経緯
2012年に計画されていた札沼線（学園都市線）の桑園駅 - 北海道医療大学駅間電化開業にあわせ、札幌都市圏の輸送力増強を目的に登場した車両である。
JR北海道では、2010年にアルミニウム合金製車体の状態を検証する目的で735系電車を製造しており、2年間の試運転を経て問題がないことは確認されていた。しかし、アルミニウム合金製の車体の本格的な導入については、長期的に運用した上で検討する方向性となり、実績のあるステンレス車体での増備を行っていくことになった。形式称号は、731系の設計思想を踏襲した車両として、欠番となっていた733系とした。
2014年5月14日には、JR北海道が3次車として、快速「エアポート」用の3000番台（6両編成）を5編成増備すると発表した。新たにサハ733形が新形式として登場したほか、客室照明はすべてLED照明となり、デッキを廃止してステップレス化により通路が広くなった。また、全閉式主電動機の採用により、外部からの雪を分離して主電動機冷却用の冷却風を送り込んでいた雪切室がなくなり、乗車定員が721系（6両編成）と比較して8%増加した。座席が721系電車の転換式クロスシートから片持ち式ロングシートに変更されたほか、4号車のサハ733-3200は、回転式リクライニングシートを備えた指定席「uシート」となっている。同年7月中旬から11月下旬にかけて順次投入され、快速「エアポート」用車両の4割が本系列に置き換えられた。
2014年11月20日には、JR北海道が函館駅 - 新函館北斗駅間のアクセス列車「はこだてライナー」用として、1000番台（3両編成）を4編成増備すると発表された。車両の外観・性能・搭載機器は札幌圏で運用されている0・3000番台と同じだが、コンセプトを｢新幹線と連携・一体感｣と｢函館らしさ・北海道らしさ｣としているため、外装と内装に一部変更が行われており、外装は車体の側面腰部と前面のラインカラーをパープルに変更するともに、コーポレートカラーのライトグリーンを車体の側面腰部のパープルの下に帯で配置している。内装は「北海道の豊かな自然」と「函館の異国情緒」をイメージし、乗降口付近と車両の妻面の妻壁を木目調、客室扉の車内側をレンガ色、優先席を除いた座席モケットを北海道の自然をイメージさせるグリーンとしている。2015年秋から順次落成し、2016年3月26日の北海道新幹線新青森駅 - 新函館北斗駅間開業に合わせて営業運転を開始した。
車両概説
以下特記ない限り基本番台登場時の仕様について述べる。
車体
クハ733形は車体長21,200mm・全長は21,670mm、モハ733形は車体長20,800mm・全長21,300mmで、いずれも構体をステンレス製とし、731系より側面強度を向上させているほか、外板と骨組みはレーザー溶接を使用することで外板のゆがみを少なくしたため、ビードを省略しており、川崎重工業のefACEと呼ばれる車体構造を採用している。車体幅・は、731系・735系の2,800mmより拡大した2,892mmとし、車体断面も車体傾斜装置を搭載した201系気動車との共通設計である731系とは異なり、上半部の内傾のない形状とした。また、客室部分の床面高さは731系の1,150mmより100mm低い1,050mmとしており、札幌都市圏での標準的な駅ホーム（高さ920mm）との段差を130mmに抑えた。
先頭部の形状は、731系・735系と同様の形状とした高運転台構造で、この箇所は鋼鉄製としているのは他のJR北海道のステンレス車両と同様である。踏切事故の際に運転士の安全を確保するため、先頭部幌柱・後退角・運転席周囲の骨組み・運転席後部クラッシャブルゾーンについては731系・735系を踏襲した上で、さらに強化を図った。既存の車両と連結できるように貫通路部分の床面高さは731系などと同一の1,200mmとなったため、運転台通路部分にスロープを設けている。
側面客用扉は各車両とも3か所で、冬期の使用環境を考慮して片引き式とし、有効開口幅は731系と同様の1,150mmとしている。高さは731系より20mm高くした1,870mmとしている。客室側面窓は、外側に厚さ8mmのポリカーボネート、内側に4mmの強化ガラスを使用し、その間に完全に密閉された8mmの空気層を設けた複層構造窓としており、すべて固定窓である。
先頭車前面の貫通幌（小樽・北海道医療大学側）は、731系のような自動幌装置は採用せず、721系の幌枠をベースにアルミニウム合金製とした幌枠を採用した。また、中間部の幌枠についても、731系が鋼鉄製であったのに対して、軽量化のため733系ではアルミニウム合金製とした。
床下には着雪量減少のため床下機器カバーを設けており、機器や配管は露出しないようにしている。このカバーは機器箱間をステンレス製のふさぎ板で覆う構造で、床下機器そのものは車体に艤装されている。
外装デザインは、車体側面を無塗装とし、正面と側面にJR北海道のコーポレートカラーであるライトグリーンの帯を入れたほか、側面窓の間は連続窓に見えるように黒色に塗装した。前面・側面とも種別・行先表示器は3色LED式で、日本語のほか英語表示も可能である。なお、2013年度に増備されたB-113編成からは、フルカラーLED式に変更されている。前照灯はHIDランプとシールドビームを併設、後部標識灯はLED式である。
内装
座席は3000番台のuシート車を除き、片持ち式ロングシートで、座席のモケットは北海道の草原をイメージした緑色系、優先席はオレンジ色の表皮を使用した。座席の座面と背ずりでモケットを変え、背ずり部分では草原に咲く花をイメージしたドットを配している。
車内の配色は、腰板と天井は明るいグレーを基調とし、非常通報装置・非常灯・消火器などは赤色、乗降用扉は黄色、トイレの扉は水色とすることによって、色によって設備の機能を識別できるようにした。
客用扉の半自動扱い時の操作ボタンは735系と同様に視認性の高いデザインとしているほか、鴨居部には開閉確認ランプを設置し、客用扉の開閉時にドアチャイムの鳴動と連動して点滅する。このほか扉横と上部に外部冷気の流入を抑制させる目的でエアカーテンを設置している。
トイレは車椅子対応として731系や735系よりもさらにスペースを拡大したもので、内部の空間を確保するため扉を曲面としたほか、おむつ交換台を設けた。
主要機器
主要機器については電動車のモハ733形へ集中搭載している。
架線電圧の交流20,000 V は、主変圧器により交流900 V に降圧した上でPWMコンバータに入力され、直流1,800 V 程度に変換された後、VVVFインバータにより三相交流に変換し、かご形三相誘導電動機を制御する。
主変圧器は2次巻線を2つと3次巻線を1つとした構成で、冷却方式は騒音・振動低減のメリットがある走行風自冷式である。モハ733-101 - モハ733-108は三菱電機製のN-TM-133-1-AN形、モハ733-109 - モハ733-112は東芝製のN-TM-133-2-AN形を搭載する。
主変換装置は3レベル変調単層電圧型PWM制御コンバータ+2レベル変調三相電圧型PWM制御IGBT-VVVFインバータ制御方式を採用、1基の主変換装置で主電動機2台を制御する (1C2M) ユニットを1群とし、これを2群とした構成としている。モハ733-101 - モハ733-108は日立製作所製のN-CI-733-1形、モハ733-109 - モハ733-112は三菱電機製のN-CI-733-2形を搭載する。
主電動機は1時間定格出力230kWのN-MT731A形かご形三相誘導電動機を採用した。この主電動機は、731系以降に登場したJR北海道の電車で採用されているN-MT731形の固定子の配線を変更したものである。冷却方式は強制空冷式であるが、冷却風は電動車の車端部の2位側と3位側に設置された雪切室で、車体外板に設けられたルーバーから送風機により外気を取り込み、風洞を経由して供給される方式が採用されている。これは、北海道など豪雪地帯用の電車に共通の特殊なものであるが、1000・3000番台では、全閉式主電動機の採用により、主電動機内部のファンで内部の空気を循環させ、熱交換器により外気と熱交換する方式に変更されたため、車端部に設置されていた雪切室がなくなり、それに伴って客室スペースが拡大され、送風機などの装置とダクトの撤去により、重量の削減が図られている。
補助電源装置は、コンバータ+インバータで構成される静止形を採用しており、主変圧器の3次巻線からの交流電源により、直流と交流を出力して、車両の制御・補助回路への給電と蓄電池への充電を行う。また、コンバータ部ではダイオードブリッジ整流+IGBTチョッパ制御により直流電源を出力するようにしている。
制動装置（ブレーキ）は回生ブレーキ併用電気指令式空気ブレーキで、速度が0 km/h まで電気ブレーキが有効となる全電気ブレーキ機能を有する。
集電装置（パンタグラフ）はシングルアーム式のN-PS785形を搭載した。
空調装置は集中式のN-AU733形を屋根上に1基搭載する。冷暖房兼用で冷房能力は34.9 kW (30,000kcal/h) 、暖房能力は20 kW である。このほか、座席下に吊り下げ式電気暖房器を設置している。
運転室は731系と同様の高運転台構造で、機器配置も731系と同様である。主幹制御器には、721系以降採用実績のある左手操作型ワンハンドル式が採用された。助士席前面窓と貫通路の窓にはポリカーボネートの表面を導電体として、通電すると発熱する仕組みとした「発熱ポリカーボネート」を採用した。
なお、733系では731系と同一の車体構造を有する201系気動車との連結・協調運転は行わないことから、731系のように気動車と連結するための機器は搭載していない。
台車
台車は軸梁式軸箱支持方式ボルスタレス台車で、電動台車がN-DT733形、付随台車はN-TR733形である。どちらも車体の低床化に伴い、空気バネ取り付け位置を低くするため弓形台車枠としたほか、車輪径810 mm の小径車輪を使用した。基礎制動装置はJR北海道の電車では初めてユニットブレーキを使用したクラスプ式（両抱え式）とした。電動台車の駆動装置はTD継手式平行カルダン駆動方式で、歯車比は93:19 (4.89) である。
形式および番台区分
編成は効率的な運用を可能にするため、711系・721系・731系・735系と同様の3両と快速「エアポート」用の6両で組成され、系列中に以下の3形式が存在する。なお、制御車（先頭車）の向きは函館本線を基準とする。
車内設備に関して、特に断りのない場合はロングシートである。