EH500形交直流電気機関車は、黒磯と青森で機関車を交換している東京地区〜函館間で、機関車の一貫運転を目的に開発された交直流電気機関車。1997年春に試作機が完成した。
上り・下り共に12パーミルの連続勾配が20km以上続く青函トンネルや、北海道・東北の豪雪地帯、そして東北線内の急勾配区間を、一台の機関車で牽引する必要があり、種々の方式が検討された。そして線路使用料が機関車の走行距離(機関車キロ)に応じて決まることなどを考慮し、今回のEH500形登場となった[b]。
主変換装置に日本の機関車では初めてIGBT素子を採用。PWM電圧型インバータ1台で主電動機である誘導電動機2台をベクトル制御する。交流区間では、PWM電圧型コンバータで交流を直流に整流した後、インバータへ供給する。
なおベクトル制御は、主電動機の状態を短時間毎にモニターし制御する高度な制御方式。機関車では日本初。
設計最高速度は時速120km。
価格は、1両 約4億円(1999年度増備分)。[g]
主要諸元を以下に示す。
| 機関車方式 | インバータ制御方式交直流電気機関車 |
|---|---|
| 電気方式 | 直流 1500V,交流20kV(50Hz/60Hz) |
| 軸配置 | (Bo-Bo)+(Bo-Bo) |
| 運転整備重量 | 134.4t |
| 最高運転速度 | 110km/h |
| 車体長 | 25,000mm |
| 車体幅 | 2,808mm |
| 車体高 | 3,650mm |
| 固定軸距 | 2,500mm |
| 定格出力(公称) | 4,000kW |
| 定格引張力 | 240kN |
| 台車 | ボルスタレス式2軸ボギー台車 |
| 台車形式 | FD7-A〜D |
| 動力伝達方式 | 1段歯車減速釣り掛け式 |
| 歯車比 | 5.13(82:16) |
| 制御方式(力行) | PWM電圧型インバータ制御 |
| 制御方式(電気ブレーキ) | PWM電圧型インバータ制御および1段抵抗ブレーキ式 |
| ブレーキ方式 | 発電ブレーキ併用電気指令式空気ブレーキ |
| 主変換装置 | IGBT電圧型コンバータ・インバータ装置 |
| 主変換装置定格出力 | 1210kVA |
1997年12月から性能確認走行試験を開始([e])。当初は関東地方などで性能試験を行なった。1998年8月3日から9月7日にかけて、青函トンネルを含む新中小国信号所〜五稜郭間で走行試験を実施した[d]。また1999年1月には走行試験の一環で定期列車を牽引した。
走行試験は1999年1月で終わり、その後は社員教育のため関連する機関区を回る。[e]
そして2000年春から営業運転を開始する予定。[e]
また1999年度は3両、2000年度は2両の増備が、1999年度の事業計画発表時に公表されている。[f]
JR貨物では、EF210形に続いて、EH500形とDF200形についても愛称名を公募している。[f]