JR东日本209系电力动车组

东日本旅客铁道（JR东日本）的直流通勤型电力动车组

JR东日本209系电力动车组是东日本旅客铁道（JR东日本）的直流通勤型电力动车组。

概况

JR东日本209系电力动车组是东日本旅客铁道（JR东日本）的直流通勤型电力动车组。209系的开发目的是要取代京滨东北线·根岸线和南武线日渐老迈的103系，同时增加投放路线的输送能力。

209系由东急车辆制造、川崎重工业和JR东日本旗下的新津车辆制作所承造，于1993年4月起投入服务。列车的设计由荣久庵宪司率领的GK工业设计负责。1993年获日本通商产业省（现称经济产业省）选定为“最佳设计奖”金奖得奖列车。

开发经过

209系900番台列车

1987年国铁分割民营化后，JR东日本与其他自国铁分割的子公司一同设计和制造205系。但同时，国铁时代大量制造的103系已经老化至需要更换的阶段。与此同时，因为当时日本经济不景气和民营化而带来减省开支的需要，JR东日本需要一套新的设计概念来开发新世代列车。结果，新世代列车的试作型号──901系于1992年登场。3列10辆编成（A－C编成，后来的900、910、920番台）列车被配属于京滨东北线·根岸线试车。

新列车的设计目标为“重量减半、价格减半、寿命减半”。“重量减半”的意思是减低编成重量及减低编成内动车所占比率而节省能源；“价格减半”的意思是透过车体轻量化和大量生产而降低生产成本；“寿命减半”的意思则是将车辆的设计寿命从以往20－30年降低至日本税务法规定铁路车辆的折旧时间──13年。这既能避免列车服役时间过长而未能受新技术影响和改进，亦能在退役时对公司帐目的影响减至最低。但此模式没有在其后设计的列车上使用。

技术特点

设计参考了JR东日本从日本国铁末期（1986年）投放在常磐缓行线的207系900番台列车，正式引入交流传动VVVF变频变压逆变器控制。其中反向换流器采用了三菱电机的产品，而逆变器开关元器件则采用了GTO（可关断晶闸管）。

车体

为减低制造成本，JR首次容许列车制造商以自己的方式制造列车，如东急车辆改变了制作车架的方式，车内旁板采用了FRP，同时，亦令各番台的车身有不同分别，如500番台的车身设计参考了E217系的设计等。

机械配置

由于VVVF逆变器控制在207系900番台列车使用取得成功，JR索性把VVVF作为本列车的控制装置；采用试验车原901系C编组（即209系920番台）的三菱制GTO(2500V,2000A)-VVVF,采用1C4M（即车控方式）二群控方式。

牵引电动机方面，0番台、500番台1次车，3000番台采用三菱电机制的MT68型鼠笼式三相交流异步牵引电动机，500番台2次车及1000番台改用MT73型鼠笼式三相异步电机，输出功率为95kW，但在起动加速时，操控方式采用了过负荷设定，两者电动机实际表现可与150kW的直流电动机相比，且没有直流牵引电机换向器和电刷的限制，转速比直流电机更高，MT68型电动机最高转速为5300rpm,而MT73型电动机最高转速为5800rpm.交流电机在输出、启动转矩与转速上都比等功率的直流电机要高,机械特性硬、不易空转，列车牵引性能不输采用直流传动的205系.

动拖比采用2:3，1000番台则采用3:2，以增强牵引性能；但由于MT68型的转速不如MT73的高，且为得到较高的加速度，将齿轮比设为7.07，此举令本系列车最高速度降至110km/h；为令列车能保持高加速度及高极速，后来设计的E231系采用转速更高的MT73型，使该系列车能在同样功率和齿轮比，能将最高速度提升至120km/h。

空气压缩机方面，为节省开支，故改用德国克诺尔集团（Knorr-Bremse）制低噪音涡卷式压缩机，由于表现良好，未来新型车辆E231系和E217系都使用这款空气压缩机。

转向架上，使用了DT61型转向架（动力车）和TR246型转向架（拖车），这两款转向架都是新开发的，采用转臂式轴箱定位，并采用空气弹簧无摇枕结构，结构简单化，适于高速运行，方便维修。

制造型号

试制车

开始时称为901系的试作车于1992年3月登场，共3列每列10辆编制，被配置在浦和电车区。每列列车均有不同的特点，以便选出最适合的列车。在系列名称定名为209系后，三列列车改称为此系列车的900、910和920番台列车，并于1994年（平成6年）1至3月间换上量产版列车（0番台）的组件，使三列试作车与量产车外观上没有分别。初期试作车的上方的彩带颜色为黑色，改造后则改成现时的天蓝色。

虽然外观上改造至跟0番台非常相似的外型，但运作的机器并没有更换，结果试作车的车身老化的程度比0番台更显著。虽然JR东日本已决定以E233系1000番台取代209系，但在首列列车出厂前这些试作车已需退役。为填补退役试作车的空缺，JR东日本需从中央·总武缓行线抽调3列209系500番台列车至京滨东北线，而中央·总武缓行线的列车空缺则以3列新出厂的E231系补

900番台

原901系A编成，由川崎重工制造

控制装置采用富士电机制造（1200V - 300A，1C1M控制方式）。由于使用上来表现不稳定，2001年更换量产车的控制装置。

2007年在更换列车的时候成为后备车，8月28日退役，列车从浦和电车区驶回东京综合车辆中心。同月30日，则驶到大宫综合车辆中心车辆检查科东大宫中心（东大宫操车场）暂存。但其中第9卡列车（编号：サハ209-901）因被用作出轨实验用车而被抽出编制中，余下编成已于同年12月被EF64-1000番台及143系牵引送往JR长野工场拆毁。

910番台

原901系B编成，由东急车辆制造

控制装置采用东芝制GTO VVVF（4500V - 500A，1C1M控制方式）（其后于255系上采用）。

2006年（平成18年）12月26日退役，列车从浦和电车区驶往东大宫操车场暂存，并于2007年12月被EF64-1000番台及143系牵引送往JR长野工场拆毁

920番台

原901系C编成，由川崎重工和大船工场制造

控制装置采用三菱制GTO VVVF（2500V - 2000A，1C4M控制方式）（其后于量产车上采用）。

2007年（平成19年）3月7日退役，列车已于同年12月被EF64-1000番台及143系牵引送往JR长野工场拆毁。

950番台

1998年建成一列10辆编成，为E231系的试制车，自出厂至今被编属在三鹰车辆中心服务中央、总武缓行线。2000年6月进行量产化改造，改造后改型号为E231系900番台。

量产车

0番台

0番台是209系第一款量产列车，于1993年在京滨东北线·根岸线（2月15日）和南武线（4月1日）投入服务。汲取了以前的平交道意外的教训，209系的设计作出改良，包括：加强车架的强度、排障器大型化、增加控制室的空间及在控制室后方设置紧急逃生出口，以保护车长的安全。

京滨东北线·根岸线用的0番台列车原先全为4门车厢，但自ウラ36编成（JR东日本新津车辆制作所首列制造的列车）起改为在6号车厢编入6门车厢。1996年和1997年开始大量制造6门车厢并编入旧有列车编成，而原有的4门车厢则转编至其他列车编成。所有编有6门车厢的列车的先头列车上均贴有“6DOORS”字样的贴纸，以兹识别。6门车厢的座位均可摺叠，在平日早上繁忙时间（首班列车－9时30分）均是摺叠的状态，其他时间才开放使用。

2007年10月1日，0番台有792辆正在服务，分别配属于浦和电车区（78列10辆编成，京滨东北线·根岸线用）和中原电车区（2列6辆编成，南武线用）。但浦和电车区内的0番台正逐渐被新制的E233系1000番台取代，在2010年被全数取代。被淘汰的0番台列车部分将会被拆解退役。

3000番台

3000番台列车在八高线（八王子－高丽川路段）电气化后于1996年3月16日投入服务，行驶八王子和川越之间的川越线·八高线。考虑到在两条路线之间的交接时列车需要长时间停站，故设置了半自动门按钮，除此以外跟0番台列车没有分别。

3000番台列车共有4列4辆编成（编成编号：ハエ61－64），全数配属于川越车辆中心。除了ハエ61编成由川崎重工业制造外，其他均由东急车辆制造。

500番台

500番台列车是JR东日本新津车辆制作所首次自行设计的列车，于1998年11月登场，以取代中央、总武缓行线的103系。

虽然JR东日本已决定向中央、总武缓行线投放次世代通勤列车（即现时的E231系），但因为老化的103系故障频仍，最终决定利用当时正在制造的E217系的车体设计而设计成这款过渡型号。500番台共制造了17列10辆编成，2000年因为E231系登场而不再制造。

1000番台

为因应JR常磐缓行线与帝都高速度交通营团（现为东京地下铁）千代田线保安系统的更新及增发列车的需要，而制造10辆编组的列车共2列，并定名为209系1000番台，于1999年12月4日列车时刻更改后开始营业，目前此形式列车配属于松户车辆中心。

此编组为因应直通东京地下铁千代田线的需要，而采用宽度2800mm较一般列车窄的车体，其动力车和非动力车的比例为6:4，使得列车启动的加速度达到3.3km/h/s，列车两端的驾驶室均设有紧急用逃生口，以供紧急意外时逃生之用，在车头和车侧上方的列车行先表示板则改为LED显示，可显示路线名称和目的地资讯。

3100番台

3100番台列车和3000番台均服务川越线·八高线，2005年投入服务。

为了更换川越线·八高线内的103系3000、3500番台列车，JR东日本原打算全数以205系3000番台列车取代。但中途因为JR东日本在2004年购入了东京临海高速铁道在10月16日订正时间表和列车统一10辆编成时所多出的6辆70-000系车辆（包括4辆先头车和2辆中间车），因而改为以将购入的列车改装来取代。

在接收车辆后，JR东日本在加入的3000番台列车车厢也有装上半自动门按钮，车厢的其他部分则大多数保留东京临海高速铁道的安装的设备和装潢。至于不足的2辆中间车，最终决定以新制车补上，这2辆新制车同时也是209系最后制造的车辆。

和3000番台一样，改装后的3100番台列车以两列4辆编成的形式（编成编号：ハエ71、72）被配属于川越车辆中心。其中ハエ71编成的中间车为新制车辆，而ハエ71编成的先头列车和ハエ72编成整列则是购自东京临海高速铁道的车辆。

2100番台

2100番台列车是预定投入房总地区线路使用，由原京滨东北线·根岸线0番台车辆改造。

2200番台

2200番台列车是即将南武线使用，由原京滨东北线·根岸线0番台车辆改造。

技术参数

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