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台鐵第二代通勤電聯車 来自维基百科,自由的百科全书
台鐵EMU500型電聯車是一款屬於臺灣鐵路公司(原臺灣鐵路管理局,略稱台鐵或臺鐵局)的交流電用通勤型電聯車,為台鐵第二款通勤電聯車[1],行駛於全台灣的電化區間。為台鐵首款採用GTO-VVVF變頻器控制的電聯車。
台鐵EMU500型電聯車 | |
---|---|
概覽 | |
類型 | 通勤型電聯車 |
原產國 | 南韓 |
製造 | 南韓大宇重工[1] |
產量 | 86組344輛 |
車輛總數 | 84組336輛 (EP508 ET508已報廢解體,EMU536停用待除籍、EMC508 EM508停用未除籍) |
車輛編號 | EMU501-EMU586 (EMU508已報廢除籍、536已停用待除籍) |
製造年份 | 1995-1997年 |
投入服務 | 1995年10月11日(29年45天) |
主要用戶 | 臺灣鐵路管理局 臺灣鐵路公司 |
技術數據 | |
列車編組 | EMC-EP-ET-EM |
車輛長度 | 20,330mm |
車體闊度 | 2,853mm |
車體高度 | EP車:4,219 mm 其它:3,964mm |
編組重量 | 每組135t |
軸重 | 3.096t |
軸距 | 2800mm |
軌距 | 1067mm |
輪徑 | 860mm |
轉向架 | ABB制 動力車:P3-1a 無動力車:T3-18b |
車體材質 | 不鏽鋼 |
編組載客量 | 座位/立位:60/120(45EMC500、45EM500);60/120(45EP500);60/120(45ET500) 內裝改造編組座位/立位:44/100(45EMC500、45EP500、45EM500);27/120(45ET500) |
營運速度 | 110km/h |
設計最高速度 | 110km/h |
起動加速度 | 2.88 km/h/s |
常用減速度 | 2.84 km/h/s |
緊急減速度 | 3.12 km/h/s |
供電制式 | AC 25,000 V(60 Hz) (高架電車線方式) |
受流方式 | 單臂式集電弓 |
傳動方式 | 交-直-交 |
牽引電動機 | 西門子交通製 鼠籠式三相交流馬達[2] 1TB2021-0TA03[3] |
電動機功率 | 250 kW |
牽引功率 | 2,000 kW(2,681 hp) |
傳動比 | 122/28(4.36)[2] |
控制裝置 | 閘流體相位控制(SCR) 可關斷晶閘管(GTO) 脈衝寬度調變變頻器(VVVF) (原廠製造時) 脈衝寬度調變(PWM) 絕緣閘雙極電晶體(IGBT) 脈衝寬度調變變頻器(VVVF) (機電系統改造編組) |
驅動裝置 | 吊掛式傳動 |
制動方式 | 電阻電軔 電氣指令式氣軔 (原廠製造時) 回生電力制軔 電氣指令式氣軔 (機電系統改造編組) |
安全防護系統 | ATP(ERTMS/ETCS Level 1 架構) |
其它事項 | |
備註 | *最大可4組16輛重聯總控運轉,單組以四輛編成。 |
台鐵雖然已有EMU400型電聯車投入運營,但其不足以完全汰除西部幹線上行駛已久的無空調普通車[1],因此台鐵決議購入通勤電車,全面取代西部幹線北、中、南三大通勤區的普通客車[1]。台鐵在1993年通過「810購車計畫」,向南韓大宇重工訂購344輛EMU500型電聯車,並在1995年10月10日於台中車站舉行啟用典禮[4]。
本型車於1995~1997年間陸續投入服務,行駛各站停車(台鐵稱為「區間車」)班次,以增強台鐵與公路長途巴士的競爭能力、吸引通勤乘客使用台鐵為重要目的[5]。台鐵在本型車全數投入營運後,於1998年5月26日全面停駛西部幹線普通車[5]。
EMU500型的車體由不銹鋼打造 ,外觀以DR3000型柴聯車為基礎進行修改,為台鐵首批不銹鋼電聯車[5],相較於EMU400型的設計改變不少。
本型車的電力來源是由位於EP車的集電弓自電車線引入的25,000V高壓電,其經由真空斷路器,進入主變壓器一次側進行降壓。主變壓器二次側電路為牽引整流/變流器供電,三次側為靜式變流器供電。靜式變流器輸出三相440V交流電,供車廂的空調設備和照明設備,以及冷卻鼓風機、空氣壓縮機等使用[7]。
本車型之集電弓則有別於EMU400型使用英國BW之製品[7],而是改用與E200-400型電力機車相同的法國法維萊(Faiveley)製AM-59 EU型集電弓。
EMU500型的機電系統為德國西門子所製[8],採用可變電壓可變頻率(VVVF)之系統設計,並採用變流器(Inverter)控制三相交流馬達。EMU500型採用閘流體相位控制(SCR)之整流器將主變壓器降壓後的電源轉為直流電,再使用GTO組件將直流電轉為三相交流電[8],控制牽引馬達運轉。EMU500型單輛馬達車設有4具250kW的三相牽引馬達,單組兩輛馬達車出力一共可達2000kW,其起步之牽引力則可達210kN,加速性能十分優異;由於三相交流馬達省略碳刷與整流子等設備,因此在保養維護上更為便利[8]。因EMU500型是作為通勤電車使用,最高速度仍維持與EMU400型相同為110km/hr。至於電源拖車(EP車)及普通拖車(ET車)之設備配置上則大致與先前引進的EMU400型相同,不過EMU500型ET車上供應全車冷氣與照明之設備為大宇重工製造的靜式變流器(SIV),因此ET車體不設置鼓風機與相關進氣設備,在車輛維修上可大幅減少保養人力與工時[2]。
馬達車(EMC及EM車)為了牽引馬達及GTO控制元件散熱所需因此位於車側均有設置2處鼓風機進氣口[5];另外EP車主變壓器散熱方式為油浴強制風冷式,原理為使用散熱油來進行主變壓器本體降溫,流經變壓器的高溫散熱油利用油泵送入涼油器由鼓風機進行風冷降溫[5],冷卻後再送入變壓器,完成散熱循環[8]。
本型車軔機系統使用德國Knorr-Bremse所製造之Kbr XI型,為常用軔力分為七段控制之EP電氣指令式軔機,並且設置一套自動氣軔機作為備援並相容機車列車使用的26L/26LA系統,於每一車均設有KE分配閥 ,可供機車牽引時回送或救援時控制[6],至於供應氣軔及車上空氣控制設備所需之空氣壓縮機(主風泵)則同樣採用Knorr-Bremse製VV230-2型往復式活塞壓縮機。另外由於本型車具備速度自動控制功能(簡稱「速控」模式),因此設有電軔設備,若實際車速高於電門把手設定之速度,控制系統將會讓馬達產生反電動勢進行減速,將動能轉換成電能再傳遞至車頂電阻器變換成熱能,並利用列車行走時的風力自然散失(在機電改造後已改成回生電軔)。且電軔與氣軔設有電空協調機制,如電軔力不足時,會自動加入氣軔使列車可獲得更大的減速力。另外由於本型車司軔閥並未納入電軔控制系統,需使用電門把手做速度控制減速才具有電軔功能,若僅操作司軔閥則完全仰賴氣軔摩擦軔機進行減速。
EMU500型的內裝大致上與前一代EMU400型相似,都是使用同樣採用綠色的長條皮質座椅(內裝優化改造後將已換成高椅背絨布座椅)[9],其中潢版、立桿、拉環、地板顏色及照明設備均與採用類似EMU400型之設計,不過EMU500型內裝在設計上有考量到EMU400型在實際使用的經驗及問題進而加以改良而有相異之處[7]。
EMU500以每4輛為1編組,最多可4組重連共16輛連結在一起,原有86組344輛,現存84組336輛+2輛。
本型進口下船之初並未統一律定擺放方向,EMC 車駕駛室端面於西部幹線,朝向南下與朝向北上數量相當,兩組以上重連時亦不限制須同向或反向;若運用於成追線一趟之後,車廂方向將有顛倒之情況 [6]。
EMU500
←(逆行)[6]方向 (順行)方向→
| ||||
車廂編號 | 1 | 2 | 3 | 4 |
---|---|---|---|---|
集電弓 | < | |||
形式 | 45EMC500 (Mc) |
45EP500 (T) |
45ET500 (T) |
45EM500 (Mc) |
安裝機器 | VVVF,Rc | Mtr,VCB | SIV,CP | VVVF,Rc |
其他設備 | ||||
載客量 | 180人 | 180人 | 180人 | 180人 |
編組 |
←未朝統一律定方向
| |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
45EMC500 | 45EP500 | 45ET500 | 45EM500 | |||||
1 | 501 | 501 | 501 | 501 | ||||
: | : | : | : | : | ||||
86 | 586 | 586 | 586 | 586 |
編組照
其改造重點如下:
系統架構核心與EMU800型相同皆採用台灣松下[15]。
其改造重點如下:
無階化起初由彰化機務段之EMU522最先改造,並於2017年6月出廠;第二組改造編組為EMU519,於2017年7月出廠,其中,開關門警示音效已和EMU522剛改造完出廠時使用的大不相同[註 2],後來EMU522也改為與EMU519相同的開門警示音。最後進廠編組為花蓮機務段的EMU550,則於2020年4月出廠,本型車已全數改造完畢。
為了強化高鐵與台鐵的系統連結,並提供新左營到屏東舒適方便的轉乘服務,行政院於2017年核定「前瞻基礎建設計畫-高鐵左營站轉乘臺鐵至屏東地區服務優化計畫[17]」。本計劃包括更新新左營-屏東區間各車站之指標,增加區間內各級車輛的班次,同時將更新本型車15組60輛(EMU556-570)之內裝,截至2018年年底已完成7組,優先投入新左營-屏東區間使用。總經費約2.05億新台幣[18]。2018年9月3日,首批完成改造的EMU565+568正式上線營運,總計15組60輛在2019年8月底全數改造完成。
2019年6月14日,臺鐵表示EMU500內裝更新的電聯車上路後頗受各界好評,研議將全數更新EMU500型其餘70組以及EMU600型全部共14組電聯車全數336輛車廂,計畫110年辦理招標,決標後6年內全部完工,預估經費15億元[19]。
其改造重點如下:
優化車廂首航次日起將每日運行6列次,後續隨改造進度陸續增加投入營運,至2019年10月份配合高雄地下化通車改點,優化車廂班次將增加至24列次,區間快車新左營-屏東行駛時間約32分,10月改點後該區段尖峰班距將由原12分平均縮短為10分,離峰班距由原20分平均縮短為15分[9]。
詳細改造進度詳情可點選下方主條目連結來觀看或編輯
EMU500型因使用舊型可關斷晶閘管(GTO)電力元件,是採電流控制,啟動開關都需使用大電流,相當耗電並不符現今省電節能標準,而且使一些零件較易燒壞,此外GTO零組件為較早期的技術,因此許多廠商都已停產而導致材料成本極高,急需更新。為改善本型車近年因機電系統老舊頻發性故障或異常事件,台鐵於2016年下半年開始規劃機電改造計畫案並對外進行招標,歷經多次流標及修正招標規範後,於2018年6月由國內廠商士林電機得標,並與日本三菱電機技術合作[20],並交由仕佳興業公司進行組裝、調校及測試,決標金額為新台幣32.13億元。同月底完成簽約後,首組改造樣車為彰化機務段的EMU527編組,於2019年6月中旬進入仕佳興業公司廠房改造並於同年12月25日出廠[8],經半年多測試後於2020年5月23日首航2524次區間車後開始投入正班車運用。後續則預定於2022年底前完成全數63組列車改造[21]。至於暫未改造的21組列車,將視前63組列車改造成果後,再行評估是否繼續進行改造。改造完成編組之駕駛台上均貼有"機電系統更新"字樣,以利識別。截至2023年1月31日,預定的63組EMU500型列車已先後完成機電系統更新[21]。
其改造重點如下:
看準鐵道運輸對於觀光發展的重要性,交通部已成立「鐵道觀光推動小組」,臺鐵並已配合規劃打造一系列五星級的觀光車隊,因應2022年鐵道觀光年盛行,原先改造成鳴日號車隊的海風號及山嵐號的EMU100型及EMU300型因車齡甚高且故障率高,因此台鐵計畫改造此型車二編組,成為鳴日號之山嵐號及海風號,詳細內裝改造細節待台鐵公布。
本型車加入營運後,先是置換由DR2700型行駛的柴快[7]及高雄~屏東間通勤柴聯車自強號,之後陸續汰換西部幹線的普通車,普通車於1998年5月26日改點後退出西部幹線。
在EMU700型、EMU800型及EMU900型等後續車型尚未加入營運前,本型車在北部路段多以2組8輛行駛,南部路段亦有一定比例班次為2組8輛行駛,惟中部路段多僅以1組4輛行駛。
2004年以前,逢連續假期或可見以2組本型車行駛的不定期加班電車,主要是1315次(新竹-員林)、1322次(員林-松山)及1339次(松山-新竹),停靠站與排點比照復興號列車[40]。
六家線與沙崙線通車後,其區間車班次主要由本型車或EMU600型1組4輛行駛,僅於EMU600型車輛不足時才會進入上述兩路線行駛;但2023年8月24日起,因EMU600型陸續發現轉向架馬達座出現結構性龜裂因此全面停駛檢修,六家線及沙崙線運用將全數更換為EMU500型,替駛原EMU600型的路線運用[41]。
2015年3月24日,配合列車時刻表微幅調整,本型車首度以3組12輛連掛方式行駛於基隆-新竹間;其中三坑、浮洲、南樹林、新富和北新竹等車站因為月台長度不足,只通過而不停靠,每日共開行3班次往返。原規劃車種定位為區間快,車次編號亦採用區間快所用之編碼;但後來考量運行時間與一般區間車並無太大差異,車種最後仍定位為區間車,並在時刻表上加註「長編組」,以與一般區間車班次作區隔[42][43][44][45][46]。
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