ED75 型電力機車是日本國有鐵道的交流電力機車車款之一，適用於供電制式為 20 千伏 50 赫茲（或 60 赫茲）的工頻單相交流電的電氣化鐵路，也是日本國鐵當中數量最多的交流電力機車。 由 1963 年至 1976 年間，日立製作所、三菱電機、三菱重工業、東芝公司共生產了 302 臺該型機車，佔日本國鐵交流電力機車總數超過三分之一，曾經是東北地方常磐線、東北本線、奧羽本線、羽越本線等幹線的主力機車。1987 年國鐵分割民營化後，尚存的 ED75 型電力機車均改屬東日本旅客鐵道及日本貨物鐵道。 開發背景 1960 年代初，日本國有鐵道開始對東北地方的常磐線實施交流電氣化改造。1961 年至 1963 年間，分四個階段完成了常磐線取手至草野間的交流電氣化改造工程。為了滿足常磐線交流電氣化之後的牽引需要，日本國鐵開發研製了 ED75 型電力機車，作為常磐線水戶以北的主力機車。1963 年 12 月 27 日，由三菱電機、三菱重工業試製的 ED75 2 號機車率先落成；而幾乎在同一時間，由日立製作所試製的 ED75 1 號機車亦在同年 12 月 30 日落成。 ED75 型電力機車是客貨運通用的四軸交流電力機車，也是在總結自 1950 年代中期以來日本國鐵交流電力機車研製經驗的基礎上，研製而成的新一代國鐵標準型交流電力機車。因此，ED75 型電力機車在設計上必須具有較廣泛的適應性，不僅需要適用於常磐線所在的東北地區，還要考慮到九州和北海道地區交流電氣化鐵路的使用需要，機車只需要變更主變壓器及少部分電氣裝置，即可對應 50 赫茲（東北及北海道地區）或 60 赫茲（九州地區）的單相工頻電氣化鐵路。 ED75 型電力機車不論機械部分或電氣系統，均採用了許多與其他電力機車通用的標準化形式；機械部分方面包括輕量化車體結構、旁承承載轉向架、低位對稱斜牽引拉桿、軸懸式驅動裝置等成熟技術；而電氣系統方面，牽引電動機、平波電抗器、輔助電動機等電器裝置都儘量採用國鐵標準化形式。除此之外，ED75 型電力機車也是第一種採用級間相控調壓的日本電力機車，使用變壓器低壓側調壓配合磁放大器相位控制，來實現牽引電動機端電壓的平滑調節，從而獲得了與閘流體相控電力機車接近的調速效能。調壓開關的控制採用無觸點控制電路。矽整流器採用日立製作所開發的標準型矽二極體元件。 機車小時功率為 1900 千瓦，整備重量為 672 噸，最高運轉速度為 100 公里 小時，起動牽引力和持續牽引力達到 27000 公斤和 14100 公斤，可以滿足單機牽引 1200 噸貨物列車（遠期 1300 噸）在 10長大坡道上起動的需要，而在平直道上單機牽引 550 噸旅客列車（遠期 600 噸）的最大平衡速度可達 95 公里 小時。 型式區分 基本番臺（M 型） 原型車（1～2） 1963 年 12 月，日立製作所和三菱重工業分別試製了首兩臺 ED75 型電力機車的原型車，裝用 TM11 型主變壓器及 MT52 型牽引電動機，走行部採用 DT129A、DT129B 型轉向架，其中 2 號機車的車體鋼結構改為採用預製構件的組裝工藝，以提高生產效率。 第一次量產車（3～49） 1964 年，開始批次生產首批 47 臺 ED75 型電力機車，以滿足常磐線及東北本線交流電氣化後的牽引需要。根據首兩臺原型車的試驗結果，第一次量產車亦作出相應改進，採用了經過改良的主變壓器，調壓開關、磁放大器、矽整流器、司機控制器、避雷器、空氣斷路器等電氣裝置，車內裝置佈置也作出了調整。 第二次量產車（50～100） 1965 年 11 月至 1966 年 9 月，因應東北本線仙台至盛岡區段完成交流電氣化，生產了第二批 51 臺 ED75 型電力機車。第二次量產車加強了耐寒耐雪效能，例如在前窗玻璃上方加裝冰柱切割板，以防走行中的機車撞上冰柱而造成車窗損壞。為了避免機車在交直流交接站（黑磯站）錯誤進入直流區間，機車主電路增設了熔斷器。從 85 號機車開始，加強了司機室的電熱取暖裝置，並改進了平波電抗器的冷卻通風系統。 第三次量產車（101 160） 1966 年至 1968 年，由於常磐線草野至巖沼區段及東北本線盛岡至青森區段完成交流電氣化，生產了第三批 60 臺 ED75 型電力機車。由於第三次量產車的運用地區更加寒冷，因此進一步加強了耐寒耐雪效能，例如將車體下部的空氣制動裝置集中安裝在一個保溫機械箱內，箱體內裝有 100 瓦的電熱裝置，並大幅改變了空氣管路的佈置方式，將制動系統排水管安裝在平波電抗器和牽引電動機冷卻風道之間，避免空氣制動系統內因水汽凍結而造成故障。此外，第三次量產車取消了前窗上方的冰柱切割板，重聯插座由 KE63 型改為 KE77 型，受電弓由 PS101 型改為 PS101B 型。從 1967 年生產的 132 號機車開始，改為採用經改良的 MT52A 型牽引電動機和 PS101C 型受電弓，改用 MH3058FK92A 型電動通風機以減少噪音，並提高了閘瓦制動裝置的制動倍率。 300 番臺 1965 年，因應鹿兒島本線久留米至熊本區段完成交流電氣化，而生產了首批 10 臺 ED75 型 300 番臺電力機車（301～310），適用於九州地區的 20 千伏 60 赫茲單相交流電氣化鐵路，作為 ED73 型電力機車的後繼增備機車。這批機車改為採用對應 60 赫茲交流電的 TM11B 型主變壓器，輔助機械裝置的電壓亦由 400 伏特提高至 440 伏特，而其他部分則仍然與基本番臺第一次量產車保持相同。 1966 年 10 月，日本國鐵實施執行圖調整，由組成的正式投入運營，九州地區的 ED75 型 300 番臺電力機車亦相應加裝了電空制動裝置、制動增壓裝置，以及傳遞電空制動訊號的 KE72 型電氣聯結器。1967 年，為配合鹿兒島本線高速貨物列車增發的需要，又再新造一臺 ED75 型 300 番臺電力機車（311），該機車除了主變壓器外其他部分與基本番臺第三次量產車（132～）保持相同，並在出廠時已配備上述的高速運轉對應裝置。 需要注意的是，ED75 型 300 番臺電力機車的電空制動裝置是基於對應牽引 10000 系貨車，並非完全對應的電空制動系統，例如，制動增壓裝置僅對機車產生作用，而無法對整列 20 系客車列車產生作用。然而，由於 ED75 型電力機車本身已設有總風管，可以滿足 20 系客車的空氣彈簧用風需要，因此仍然可以用來牽引 20 系客車，但最高執行速度限制為 95 公里 小時。 500 番臺（S 型） 1966 年 9 月，因應北海道函館本線交流電氣化的需要，三菱電機及三菱重工業試製了首臺 ED75 型 500 番臺電力機車（501），這也是 ED75 型電力機車系列之中唯一採用閘流體相位控制。這臺機車吸取了此前 ED93 型電力機車（後來定型為 ED77 型電力機車）的研製經驗，兩者的機車主電路架構和裝置基本相同，採用了 TM12 型主變壓器、RS27 型可控矽整流器，並改用 DT129G、DT129H 型轉向架，車體長度亦延長至 14600 毫米，比其他 ED75 型電力機車增加了 300 毫米。 考慮到北海道冬季寒冷的使用環境，機車特別加強了防寒效能。部分車頂高壓裝置包括空氣斷路器和避雷器等改為安裝在車體內部，可控矽整流器和平波電抗器的冷卻空氣由車體下部引進並從車頂排出，主要控制電器、空氣制動系統以及制動閘瓦亦加裝了電加熱器，以防止發生凍結。1968 年，受電弓由 PS101 型改為下框架交叉式設計的 PS102A 型，並取消了制動系統的絕緣變壓器和電加熱裝置。 ED75 型 500 番臺電力機車的最大特點是採用了閘流體四段半控橋式整流電路，取代了低壓側調壓開關和磁放大器相位控制方式。整流器由反並聯連線的閘流體和二極體組成整流橋，利用相位控制直接進行無級調壓。採用閘流體相控調壓不僅提高了電力機車的粘著牽引效能，還可以取消笨重的有觸點式調壓開關，調壓時也不會有電弧產生。然而，當時正處於對閘流體相控電力機車的早期摸索階段，對高次諧波和功率因數的問題的認識不足。ED75 型 500 番臺電力機車投入試驗後，發現閘流體相控整流電路所產生的高次諧波電流，會對鐵路沿線的通訊訊號系統產生明顯的電磁干擾。 1966 年 11 月 11 日，ED75 501 號機車配屬，並在函館本線錢函至手稻間的交流電化試驗區段開始進行各項試驗。因為上述高次諧波的技術缺陷，該型機車並未投入批次生產，但其部分技術被應用到 1968 年投產的 ED76 型 500 番臺電力機車。由於 ED75 型電力機車沒有搭載為旅客列車供暖的蒸汽鍋爐，因此主要用於擔當函館本線巖見澤以北的貨物列車牽引任務，至 1986 年 10 月停運報廢。 700 番臺 1971 年，為滿足奧羽本線秋田至青森區段完成交流電氣化後的牽引需要，開始批次生產首批 ED75 型 700 番臺電力機車（701～734）。由於奧羽本線部分路段臨近日本海海岸，冬季強勁的西北季候風所帶來鹽害是一個需要考慮到的問題，因此這批機車特別加強了防寒和防腐蝕效能。部分車頂高壓裝置包括斷路器和避雷器等改為安裝在車體內部，而機械室內的電氣裝置亦相應小型化以確保有足夠的空間。主變壓器以 ED76 型 500 番臺電力機車為基礎，並採用了單元化調壓開關和追加列車供電線路；此外，還採用了真空斷路器和真空接觸器以減輕裝置重量。 1972 年至 1976 年，因應羽越本線新津至秋田區段、奧羽本線秋田至新莊區間完成交流電氣化改造，又繼續生產了第二批 ED75 型 700 番臺電力機車（735～791）。這批機車與之前一批機車大致相同，但追加了單機制動增壓裝置。從同年生產的 738 號機車開始，取消了車體正面下方的司機室通風口以改善車體密封性，車體兩端的不鏽鋼飾帶被金屬漆取代以防止鹽害腐蝕，並改用下框架交叉式設計的 PS103 型受電弓，另外還將人體工程學的概念引入司機室，改善了司機操縱檯的佈置方式。 1000 番臺（P 型） 1968 年，為了提高寢臺旅客列車的旅行速度，日本國鐵對所有 20 系客車進行制動系統改造，透過對原本的 AS 空氣制動機加裝電空閥、中繼閥等電控裝置改造為 AREB 電空制動機，實現列車制動系統的電控化，使列車最高執行速度由 95 公里 小時提高至 110 公里 小時。為了滿足東北本線的 20 系臥鋪旅客列車和 10000 系高速貨物列車的牽引需要，1968 年至 1976 年間共生產了 39 臺 ED75 型 1000 番臺電力機車（10011039）。 這批機車設有高速運轉的對應裝置，包括對應 20 系客車的電磁自動空氣制動裝置，以及與 20 系客車乘務員室相連的有線電話，機車兩端加裝 KE72H（電磁自動空氣制動）、KE59H（有線電話）型電氣聯結器，除此之外其他部分則與基本番臺第三次量產車（132～146）保持相同。從 1973 年 8 月落成的 1026 號機車開始，在機車外觀上作出了一些改進，例如取消了機車兩端的司機室通風口及 KE59H 型有線電話插座，車體兩端的不鏽鋼飾帶亦被金屬漆取代，並改用新型縱列雙燈式電氣供暖狀態顯示燈。 運用歷史 國鐵時代 東北地區 1964 年初，首兩臺 ED75 型電力機車的原型車配屬，並開始在常磐線水戶至平間進行各項效能試驗。同年，基本番臺第一次量產車陸續配屬勝田電車區，正式投入常磐線土浦至平間運用。當時常磐線的直通列車主要由交直流兩用的 EF80 型電力機車牽引，ED75 型電力機車則主要用於牽引短距離的普通旅客列車和區段貨物列車。1964 年夏季，勝田電車區的其中四臺 ED75 型電力機車轉配屬福島機關區，投入東北本線並與 ED71 型電力機車共同運用；同年 10 月國鐵執行圖調整，開行了上野至青森的 白鶴號 臥鋪特急列車，亦由 ED75 型電力機車擔當黑磯至仙台間的牽引任務。 1965 年 10 月起，因應東北本線仙台至盛岡區段完成交流電氣化，基本番臺第二次量產車陸續配屬福島機關區和，用來取代原有的 C61、C62 型蒸汽機車。在東北本線從蒸汽牽引向電力牽引過渡期間，由於受到電力機車的交付進度限制，至翌年東北本線的貨物列車仍然主要使用蒸汽機車牽引，而 ED75 型電力機車主要用於牽引旅客列車。1967 年 9 月，常磐線全線的電氣化改造工程全部完成，勝田電車區所屬的 ED75 型電力機車全部轉配屬內鄉機關區和長町機關區。 1968 年 10 月，隨著東北本線全線完成電氣化改造，ED75 型電力機車的運用區段亦延長為黑磯至青森，福島機關區和仙台運轉所所屬的所有 ED75 型基本番臺電力機車均轉配屬長町機關區和盛岡機關區，當時青森機關區配屬有 11 臺基本番臺及 15 臺 1000 番臺機車，而盛岡機關區則配屬有 18 臺基本番臺機車。青森機關區的 ED75 型 1000 番臺機車主要擔當 夕鶴號 臥鋪特急列車及 10000 系高速貨物列車的牽引任務，而基本番臺機車主要擔當包括 十和田號 急行列車在內的旅客列車和普通貨物列車的牽引任務。1969 年 10 月，上野至青森的 夕鶴號 特急列車增加到每天三對；1970 年 7 月，上野至秋田的 曙號 特急列車正式開行。為配合寢臺特急列車和高速貨物列車的增加，青森機關區的 ED75 型 1000 番臺機車配屬數量亦逐漸增加。 1971 年 9 月，奧羽本線秋田至青森區段完成交流電氣化，首批 34 臺 ED75 型 700 番臺電力機車配屬秋田機關區，主要擔當 日本海號、曙號 等旅客列車和貨物列車的牽引任務。1972 年 3 月，羽越本線全線完成電氣化改造，秋田機關區的 ED75 型 700 番臺機車的配屬數量增加至 59 臺，運用範圍亦進一步擴大為酒田至青森。1974 年 7 月，ED75 736 號機車因在羽越本線遭遇山體滑坡事故，成為第一臺報廢的 ED75 型電力機車。1975 年 11 月，奧羽本線全線完成電氣化改造，至 1977 年秋田機關區已經配屬有 90 臺 ED75 型 700 番臺電力機車，擔當山形至青森間大多數旅客列車及貨物列車的牽引任務。 1976 年 11 月，其中四對由 20 系客車擔當的 夕鶴號 特急列車改由 24 系客車擔當。由於 24 系客車不要求牽引機車需要特殊的配套裝置，因此基本番臺機車從此亦可以牽引 夕鶴號 列車，在某段時間 夕鶴號 列車的牽引任務還曾經轉交內鄉機關區擔當。1978 年起，青森機關區部分富餘的 ED75 型 1000 番臺機車轉配屬福島運轉所，用來淘汰日漸老化的 ED71 型電力機車。1980 年，由於奧羽本線、羽越本線的貨物列車開行對數減少，秋田機關區的部分 ED75 型 700 番臺電力機車亦轉配屬到福島運轉所，同時福島運轉所的部分 ED75 型 1000 番臺機車轉配屬長町機關區。 1980 年代初，日本國鐵為改善持續虧損的經營狀況，大規模削減貨物列車的開行數量。1984 年 2 月，和內鄉機關區被撤銷，內鄉機關區的所有 ED75 型電力機車均被轉移到長町機關區。同時，運用時間最長的基本番臺初期製造車輛逐漸停運及封存。1985 年 3 月，國鐵執行圖調整後，夕鶴號 列車的牽引任務集中由青森機關區擔當。另一方面，東北本線一之關以南和常磐線全線的所有普通旅客列車均改由電力動車組擔當，進一步加快的 ED75 型基本番臺機車的封存進度，ED75 型 700 番臺機車的運用也漸趨減少。從 1986 年下半年起，考慮到連線本州和北海道的青函隧道即將通車，日本國有鐵道為了充分利用閒置的 ED75 型電力機車，開始將其中 34 臺 ED75 型 700 番臺機車改造成 ED79 型電力機車，並投入到 1988 年開通的津輕海峽線運用。 國鐵分割民營化前夕，日本國鐵對 ED75 型基本番臺、700 番臺、1000 番臺電力機車作出了大規模配屬調動。其中，青森東運轉區（原青森機關區）的大部分 ED75 型 1000 番臺機車轉配屬盛岡機關區和長町機關區，而 ED75 型 700 番臺機車則配屬青森東運轉區、秋田運轉所秋田支所（原秋田機關區）、福島運轉所。由於國鐵貨物列車的削減和行郵列車的停運，ED75 89 號機車之前的所有基本番臺車輛都在國鐵民營化前報廢。 九州地區 1965 年，ED75 型 300 番臺電力機車開始配屬，並與 ED73 型電力機車共同投入鹿兒島本線運用，主要擔當 藍色列車 和貨物列車的牽引任務，包括 朝風號、瑞穗號、曙號 號特急列車。1966 年 10 月執行圖調整後，ED75 型 300 番臺機車開始牽引由 10000 系貨車組成的高速貨物列車，擔當門司至間的牽引任務。由於受到線路條件和機車軸重的限制，即使九州地區主要幹線全面實現交流電化之後，ED75 型 300 番臺機車仍然限定運用於北部九州地區（熊本以北），而帶有可變軸重中間轉向架的 ED76 型電力機車則擁有較大的使用範圍。 1968 年 10 月，日本國鐵實施執行圖大範圍調整。為了提高寢臺旅客列車的旅行速度，所有 20 系客車均改為裝用電空制動機，因此所有九州地區到發的 藍色列車 改由經過改造的 ED73 型 1000 番臺電力機車牽引。至 1970 年代，隨著 藍色列車 逐步換型為新一代的、24 系客車，ED75 型 300 番臺機車又再開始擔當 藍色列車 的牽引任務。1976 年，長崎本線完成交流電氣化改造後，該線的直通列車亦開始採用 ED75 型 300 番臺機車牽引。1986 年 3 月，全數 11 臺 ED75 型 300 番臺機車正式報廢。 民營化後 JR 東日本 1987 年 4 月國鐵分割民營化後，東日本旅客鐵道（JR 東日本）繼承了部分後期製造的 ED75 型基本番臺機車、少數 ED75 型 1000 番臺機車和所有殘存的 ED75 型 700 番臺機車，主要擔當東北地區的客車旅客列車（包括 夕鶴號 特急列車）和日本貨物鐵道（JR 貨物）委託的貨物列車牽引業務。1990 年代初，隨著 八甲田號 等東北本線優等列車的停運，以及 701 系電力動車組投入普通旅客列車運用，ED75 型電力機車的運用逐漸減少，而福島運轉所亦改組為福島運輸區（今）。 為了處理這些剩餘資產，JR 東日本將所有基本番臺及部分 1000 番臺機車轉售予 JR 貨物。然而，由於 700 番臺機車當初是專門為羽越本線酒田以北而設計，並沒有設定誤入直流區間的主電路保護裝置，因此轉往其他路線使用則較為困難，只能夠繼續由 JR 東日本保留並逐步報廢。此外，本來線路條件較差的磐越西線和仙山線，在 1990 年代中期以後透過強化線路建築，使 ED75 型電力機車也能夠牽引該線的臨時列車。 截至 2023 年底，JR 東日本尚配屬 4 臺 ED75 型 700 番臺機車，其中配屬 1 臺（767）、（757～759）。秋田車輛中心的所屬車輛從 2007 年 3 月起脫離定期運用的行列後，主要擔當由 JR 貨物委託的不定期貨物列車的牽引業務，運用區段為土崎至酒田。仙台車輛中心的所屬車輛主要用於牽引仙台周邊地區的工務列車；若果 仙后座號、北斗星號 列車的本務列車發生故障，亦會臨時使用 ED75 型電力機車代替 EF81 型電力機車擔當牽引任務。 JR 貨物 國鐵分割民營化後，日本貨物鐵道（JR 貨物）繼承了大部分尚存的 ED75 型基本番臺、1000 番臺電力機車。1988 年，為了提高鐵路貨物的輸送能力，JR 貨物還從購置了 9 臺基本番臺機車（74、76、80、81、82、84、85、87、89），並將這批原本已除籍的車輛恢復車籍。 1990 年代初，JR 貨物曾經對部分 ED75 型電力機車披上全新試驗塗裝，其中 141 號機車仍使用紅色作為主色，但在車身兩側下半部各添加了一道白色帶；而 122、126、1004、1005 號機車的車身上半及下半部分別採用了黑色和紅色，車體兩側中央有奶油色的斜帶，這些試驗塗裝至 1990 年代末期相繼被撤銷。 1993 年起，JR 貨物開始對既有的 ED75 型電力機車逐步進行控制電器無觸點化改造，完成改造後機車塗裝亦相應變更，最初採用下半部白色的塗裝，通稱為 白更新色；從 2003 年 7 月完成改造的 1028 號機車開始，改為採用車體裙板白色色帶的塗裝，通稱為 新更新色。除此之外，1028 號機車還在車身兩側塗上巨大的 ED75 字型。 1999 年以後，原本配屬於盛岡機關區的所有 ED75 型電力機車，全部集中配屬於（原長町機關區），主要擔當東北本線黑磯以北、常磐線水戶以北等地的貨物列車牽引任務。隨著更多的 EH500 型電力機車投入東北本線運用，至 2009 年 3 月執行圖調整後，ED75 型電力機車不再擔當黑磯至巖沼間的牽引任務；至 2010 年 3 月執行圖調整後，ED75 型電力機車在盛岡貨物總站以北的定期運用及重聯運用亦告終止。JR 貨物的 ED75 型電力機車也曾經在奧羽本線運用，擔當盛岡貨物總站至秋田貨物站間的牽引任務，至 2008 年 3 月才被 EF510 型電力機車取代。 至 2011 年東日本大地震前，JR 貨物的 ED75 型電力機車的運用範圍僅餘下東北本線巖沼至盛岡貨物總站間和常磐線水戶以北。由於東日本大地震造成常磐線多處中斷，原本用於常磐線的 ED75 型電力機車只能用於牽引仙台周邊的區間貨物列車。 截至 2012 年 2 月，JR 貨物仍保有 7 臺 ED75 型電力機車，包括 4 臺基本番臺（113、114、140、143）和 3 臺 1000 番臺（1004、1015、1034）。2012 年 3 月 17 日的執行圖調整後，JR 貨物的 ED75 型電力機車全部停運，並存放於仙台綜合鐵道部。 技術特點 總體結構 裝置佈置 ED75 型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 20 千伏 50 赫茲（或 60 赫茲）的工頻單相交流電氣化鐵路。車體兩端各設有一個司機室，司機室內機車執行方向的左側設有司機操縱檯，右側設有副司機座席及手制動手柄，司機室兩側設有供乘務員乘降的側門，司機室上方車頂裝有兩盞式前照燈。因考慮到機車重聯運用的需要，機車兩端採用了貫通型結構，司機室前端中央設有貫通門，以便乘務人員透過到另一臺機車。 車體中部是設有各種機械及電氣裝置的機械室，車內裝置採用單元化的佈置方式，其中主變壓器、調壓開關及磁放大器位於中央位置，一端方向設有牽引電動機通風機、旋轉式劈相機、控制電器等裝置，二端方向設有矽整流器、電動空氣壓縮機、勵磁電阻器等裝置，機械室內設有貫通式雙側內走廊連線兩端司機室。車頂安裝有兩臺 PS101 型雙臂式受電弓、高速斷路器、避雷器等高壓電氣裝置。車體下方的兩臺轉向架之間吊裝著平波電抗器、總風缸和蓄電池。 通風系統 ED75 型電力機車採用車體通風系統，車身兩側各設有五個通風百葉窗和採光玻璃窗。通風百葉窗設有空氣濾清裝置，是車內裝置通風冷卻的進風視窗。主要電氣裝置的冷卻空氣均取自車內，主變壓器和磁放大器共用一臺通風機，兩臺矽整流器亦共用一臺通風機，從機械室內吸入冷風后經車頂通風口排出熱風。車底的平波電抗器從機械室內吸入冷風，然後從電抗器箱體兩側排出熱風。 車體結構 ED75 型電力機車的車體結構吸收了 EF70、EF80 型電力機車的設計經驗，採用輕量化整體承載式全鋼焊接結構箱型車體，車體全長 13500 毫米，全寬 2800 毫米。車體底架採用了無中梁的框架式承載結構以減輕重量，底架由側梁、端梁、枕梁等部分組成。雖然取消了底架中部貫穿全車的中梁，但為了提高車體的抗衝擊性能，因此在枕梁和端梁之間沿車鉤縱向中心線設定了一段較短的中梁，與側梁共同全部承受總縱向拉伸或壓縮力，車體鋼結構可承受超過 80 噸的縱向壓縮載荷。 電氣系統 主電路 ED75 型電力機車是交 直流電傳動的整流器式電力機車，機車主電路由空氣斷路器、主變壓器、磁放大器、整流器、牽引電動機、電路保護裝置等部分組成。機車從架空接觸網獲取高壓交流電，首先由主變壓器和磁放大器降低和調節電壓，再透過矽整流器轉換成脈流電（即方向不變而只有電壓變化的直流電），然後供電給四臺並聯的牽引電動機。 ED75 型電力機車主電路的最大特點，是在日本首次採用了級間相控調壓的控制方式。級間相控調壓是由以往調壓開關有級調壓（例如 EF70、ED74 型電力機車）向閘流體相控無級調壓（例如 ED77、ED78 型電力機車）過渡期間的控制方式，ED75 型電力機車使用變壓器低壓側調壓配合磁放大器相位控制，來實現牽引電動機端電壓的平滑調節。 機車透過改變主變壓器次邊繞組的匝數，構成共 13 個大調壓級，每升一級則電壓提高 96 伏特；並在每個大調壓級內，利用兩個磁放大器的相位控制平滑調節輸出電壓。ED75 型電力機車首次採用了 LTC2 型無電弧調壓開關切換器，避免切換時接觸器帶負載開斷而產生電弧，切換器包括 13 個調壓開關和 2 個轉換開關，級位轉換透過電動凸輪軸控制器進行，開關切換器的控制採用無觸點控制電路。 機車裝有兩臺 MA1 型乾式風冷磁放大器。磁放大器實際上是一種自飽和電抗器，由兩個繞有直流控制繞組和交流負載繞組的鐵芯組成，透過改變控制電流可改變鐵芯磁通密度。由於鐵芯在磁飽和前具有高電感、高阻抗及磁飽和後具有低電感、低阻抗的特點，因此改變每個導通週期內正負半周當中飽和或非飽和狀態的持續時間就可以控制輸出電流，其工作原理和閘流體十分相似，相當於改變閘流體的導通角和控制角。 主變壓器 機車裝用一臺 TM11A 型殼式單相主變壓器（300 番臺機車裝用 TM11B 型），冷卻方式為強迫油迴圈導向風冷卻，並使用了輕量化的鋁製冷卻器。原邊輸入電壓為 20 千伏，冬季額定容量為 2710 千伏安（開啟列車供電），夏季額定容量為 2330 千伏安（關閉列車供電）。變壓器次邊有三個繞組，包括一個向主電路供電的牽引繞組（額定電壓為 1248 伏特，額定容量為 2200 千伏安）、一個向輔助系統供電的輔助繞組（額定電壓為 384 伏特，額定容量為 130 千伏安）及一個向旅客列車供電的供電繞組（額定電壓為 1470 伏特，額定容量為 380 千伏安）。由於 ED75 型電力機車採用低壓側調壓，無需高壓側調壓變壓器的自耦變壓繞組，因此主變壓器重量和體積亦相應減少。 矽整流器 整流裝置採用兩組矽整流器，其中一組主整流器向機車主電路供電，另一組供磁放大器復位電路使用，均採用強迫通風冷卻。主整流器使用 DJ15 型矽二極體（最大反向電壓為 1300 伏特，最大反向脈衝電壓為 1600 伏特，平均整流電流為 200 安培），由四個橋臂組成單相橋式全波整流電路，每一橋臂由十個並聯支路組成，每個支路有五個串聯連線的矽元件，每臺機車共使用 200 個矽元件。主整流器額定功率為 1836 千瓦，額定整流電壓為 900 伏特，額定電流為 2040 安培。 牽引電動機 每臺轉向架安裝兩臺 MT52 型四極串勵直流牽引電動機（從 101 號機車開始使用經改良的 MT52A 型），這是日本國鐵新型直流和交流電力機車通用的標準型牽引電動機，小時功率為 475 千瓦，持續功率為 425 千瓦，額定電壓為 900 伏特，定子繞組採用環氧樹脂浸漬絕緣以提高絕緣及耐熱效能。牽引電動機迴路串接有平波電抗器，以減少整流電流的脈動成分和改善電動機的換向效能。為擴大機車的恆功調速範圍，還可以對牽引電動機使用二級磁場削弱，削弱率最深可達 60。 電氣供暖 ED75 型電力機車設有列車供電系統，能夠在冬季為旅客列車的電熱取暖裝置直接供電，由主變壓器的供電繞組向列車輸出 1470 伏特單相交流電，司機室側門旁邊並裝有一盞供電狀態指示燈。列車供電系統還可以根據環境溫度對輸出電壓作三檔調節（1470 伏特、1280 伏特、1056 伏特）。機車兩端設有 KE3 型供電插座，透過供電線與列車連線。 輔助電路 ED75 型電力機車的輔助電路系統主要採用三相交流傳動。牽引電動機通風機、平波電抗器通風機、電動空氣壓縮機等均採用三相鼠籠式非同步電動機驅動。輔助電路系統由主變壓器輔助繞組供電，並由一臺旋轉式劈相機將單相交流電轉換成三相交流電，額定電壓為 400 伏特 50 赫茲或 440 伏特 60 赫茲（300 番臺）。另外還設有一臺小型電動發電機，為控制電路、照明電路、蓄電池充電供應 100 伏特直流電。 轉向架 機車走行部為兩臺二軸轉向架，其中一端和二端轉向架分別為 DT129A、DT129B 型，其結構與 ED74 型電力機車所使用的 DT129 型轉向架基本相同，但縮短了固定軸距以減輕重量。構架採用 日 字形的鋼板焊接結構，軸箱採用導框式定位結構，轉向架固定軸距為 2500 毫米。牽引電動機懸掛裝置採用軸懸式，牽引電動機的一側透過抱軸承剛性地支承在車軸上，另一側透過橡膠彈性元件懸掛在轉向架構架上，牽引電動機輸出的轉矩透過一級減速齒輪傳動輪對，齒輪傳動比為 444（16：71）。 轉向架採用無搖枕的全旁承支重結構，車體全部重量透過四組旁承彈簧由兩臺轉向架支承。一系懸掛為軸箱頂端螺旋彈簧，二系懸掛為構架外側的旁承彈簧，旁承彈簧採用每側兩個並聯的螺旋圓彈簧組，並配有垂向油壓減震器。此外，車體和轉向架之間還設有迴轉限位裝置和抗蛇行減震器。基礎制動裝置為雙側閘瓦制動，每個輪對左右各設有一個制動缸，並設有制動橫樑以保證兩側閘瓦同步作用，另外還設定了閘瓦間隙調整器。 和 ED74 型電力機車一樣，ED75 型電力機車亦採用了 Z 字形低位斜牽引杆裝置來傳遞牽引力和制動力。牽引杆和牽引拉桿座呈對角斜對稱佈置，與連線於構架下的三角形迴轉支承和橫向連桿組成牽引杆系統，使牽引杆的牽引點交於軌面，理論上轉向架內無軸重轉移，以充分利用機車粘著重量及減少軸重轉移。 重大事故 1974 年 7 月 10 日，颱風 為日本本州地區帶來大量降水，並使許多地方發生不同程度的山體滑坡。當日，秋田機關區的 ED75 736 號機車，加掛補機 ED75 732 號機車，重聯牽引開往的 8090 次貨物列車，經由羽越本線向南方執行。凌晨 2 時 42 分鐘左右，當列車執行至羽越本線羽後本莊至西目間，在船岡隧道入口處突然發生山體滑坡，因坍塌體落下線路，造成列車脫軌顛覆。受損嚴重的 736 號機車因無法修復，於 1974 年 8 月 12 日正式報廢拆解。而 732 號機車則被修復，後來又被改造為 ED79 型 110 號機車。 1983 年 5 月 30 日清晨，ED75 1003 號機車牽引隅田川開往札幌貨物總站的貨物列車經由東北本線執行。上午 6 時 5 分，當列車透過北福岡站（今二戶站，屬 IGR 巖手銀河鐵道線）內平交道口時，與一輛滿載木材的拖掛卡車相撞。該機車於同年 11 月 10 日除籍報廢。 1988 年 8 月 29 日晚上，ED75 1014 號、1032 號機車重聯牽引隅田川開往札幌貨物總站的貨物列車經由東北本線執行。晚上 7 時 12 分，當列車執行至六原至北上間的大澤橋附近，因持續大雨導致路基坍塌，造成列車脫軌顛覆的事故。兩臺機車於同年 11 月 2 日除籍報廢。 1990 年 7 月 22 日，ED75 104 號機車在東北本線劍吉站（今屬青森鐵道青森鐵道線）附近發生平交道口事故。該機車於 1992 年 5 月 29 日除籍報廢。 1994 年 12 月 7 日上午，ED75 716 號機車牽引八戶開往盛岡的 522 次普通旅客列車經由東北本線上行線執行，因待避後續的 初雁號 特急列車而進入瀧澤車站（今屬巖手銀河鐵道線）2 道停靠。上午 7 時 35 分，522 次列車從瀧澤車站發車，列車走行約 100 米後，機車及機後兩位客車脫軌並侵入相鄰的下行線。此時，由兩臺 ED75 型電力機車重聯牽引、由開往札幌貨物總站的貨物列車正在進入瀧澤車站，並與侵入下行線的車輛發生側面衝突，造成貨物列車的兩臺機車大破，其中擔當補機的 ED75 127 號機車沒有被修復，並於 1998 年 11 月 19 日除籍報廢。 2003 年 7 月 8 日上午，ED75 1002 號機車牽引 3083 次貨物列車經由東北本線執行。上午 8 時 41 分，當列車執行至新白河站附近一處平交道口時，與一輛穿越鐵路的汽車發生相撞。該機車後來被存放於仙台機關區但沒有被修復，並於 2005 年除籍報廢。 2011 年 3 月 11 日下午，ED75 1039 號機車牽引札幌貨物總站開往隅田川的 92 次高速貨物列車經由常磐線執行。下午 2 時 46 分，由於發生東日本大地震，列車在浜吉田至山下間緊急停車，隨之而來的海嘯使整列列車脫軌顛覆。司機逗留在機車內遭遇了第一波海嘯，並在第二波海嘯到來前逃往附近民居避難。該機車於同年 11 月在事故現場解體。 車輛儲存 ED75 1 號機車：靜態保存於。 ED75 501 號機車：靜態保存於小樽市綜合博物館。 ED75 775 號機車：靜態保存於鐵道博物館。 參考書目 參考文獻 外部連結 75 茶屋 ED75 ED75 ED75 Category20 千伏 50 赫茲交流電力機車 Category20 千伏 60 赫茲交流電力機車 CategoryBoBo 軸式機車 Category 日立制鐵路機車 Category 三菱重工業制鐵路機車 Category 東芝制鐵路機車