台鐵E200—E400型電力機車
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台鐵E200型、E300型、E400型電力機車 | |
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概覽 | |
類型 | 電力機車 |
原產國 | 美國 |
生產商 | 通用電氣運輸 |
生產型號 | E42C |
生產年份 | 1977年-1981年、1992年 |
產量 | E200型:40輛 E300型:39輛 E400型:18輛 總共97輛 |
主要用戶 | 臺灣鐵路公司(原臺灣鐵路管理局) |
技術數據 | |
UIC軸式 | Co′Co′ |
軌距 | 1,067毫米 |
軸重 | 16噸 |
機車長度 | 17,049毫米 |
機車寬度 | 2,972毫米 |
機車高度 | 降弓4,100毫米 |
整備重量 | E200型、E300型:96噸 E400型:92噸 |
供電電壓 | 交流25,000V (60Hz) (架空電纜方式) |
傳動方式 | 交—直流電 |
調速方式 | 級聯電橋相控調壓調速 |
牽引電動機 | GE761直流串激摩打×6 |
最高速度 | E200型、E300型:110km/hr E400型:130Km/hr(多數車輛改造時速為 110km/hr) |
牽引功率 | 2,800kW / 3,758HP |
牽引力 | 20,100kgw |
制動方式 | 西屋空氣制動公司(WABCO)製26LA型 自動空空氣制動機、手制動機 |
安全系統 | ATS-SN、 ATS-P、ATP、ATC(僅E236~E240) |
E200、E300、E400型電力機車,是臺灣鐵路公司(原臺灣鐵路管理局,略稱臺鐵或臺鐵局)的6動軸大功率電力機車,為台鐵局正線電力機車主力車型之一。
引進概要
台灣鐵路管理局因為要10大建設的縱貫線鐵路電氣化,就從美國GE運輸公司(簡稱為通用電氣或者是GE)購入的97輛大功率電力機車,在1975年到1982年間陸續完成交車,就已經有E200、E300、E400型電力機車,原本廠商稱為GE或者是E42C型。不過在通用電氣對於這種機車的品質管理所要求嚴格,所有出廠的車輛都需要行駛通過該公司專為本型車所鋪設的專用1,067mm窄軌試車線(5,000米)才能交車。這97輛車都相當的耐用,在多年之後仍是台鐵電力機車的主力車型。
E200型、E300型、E400型電力機車的外觀並沒有明顯差異,主要卻還是以車號作辨識。外觀上E300型因為沒有裝設電動發電機組(Motor-Alternator set 簡稱 M-A set或者直接稱為MA ),讓車體端面就少了3個相連結線和插座,排障器前看起來較為簡潔。不過1990年代牽引冷氣客車的E200、E400型機車運用吃緊,除了E300型加掛電源車牽引冷氣客車外,台鐵將也2輛E300型E301號及E302號加裝了M-A set併入E200、E400型共同運用。
機電系統
工作原理
本型機車能源取自電車線電力,由集電弓接觸電車線引入交流電力之後,經真空斷路器接入主變壓器進行降壓,復經由相控整流器調節直流電壓準位,以電樞電壓調節法控制摩打機械功率輸出。
直流牽引電動機本身具有定功率特性,其轉速與轉矩輸出可隨行駛阻力自動調節,調速容易只需要控制摩打端電壓。為擴大摩打可調電壓範圍,整流電路採用三具電橋級聯(cascade),又為簡化整流器觸發訊號電路,第二級和第三級改用整流電橋及調壓開關取代半控整流電橋[1]。
受電設備(集電弓及主斷路器)
E200-400型均採用法國法維萊製AM-59 EU型集電弓。至於主斷路器,除了E236-240及E414-418等機車由先前引進的VBT電開關(Joslyn VBT Switch)變更為如同E1000型機車所用Alston真空斷路器,其餘車輛之設備仍然為原裝時期之樣貌。部分使用電容比壓器(CCVT)機車,也已經完全汰換為傳統比壓器(HVT)[1]。
電力牽引設備(摩打及控制)
每輛機車裝置6具GE761型直流串勵式的牽引電動機,其電源為三段級聯電橋,除第一段為半控整流電橋,其餘兩段為不可控整流電橋,另裝置調壓開關(tap switch)控制電橋的工況。本型機車連續出力為2,800kW,最大牽引力也可達20,100kgw。另外本型機車無速控功能,所以電門僅具有牽引力控制模式(摩打電流控制)。原廠設計也可提供多輛機車進行重連總控制運行(MU train control),但在1990年左右已陸續拆除重連總控制之跳線插座[1]。
制動機設備
本型車裝用西屋(wabco&26LA型空空氣制動機,為單閥(僅操作機車頭制動機)與自閥(控制全編組列車制動機)分開操控之設計。主風泵(空氣壓縮機)設於機械室,由散熱鼓風機摩打透過聯軸器帶動,採連續運行。
電動發電機組
E200型及E400型原廠均設有GDY60型自激式電動發電機組(Motor-Alternator Set,簡稱M-A Set),由四極直流串激摩打與四極同步發電機共殼組成,發電機輸出電力可提供空調列車所需的440V冷氣及照明用電[1]。
備註
- 單相三段橋(級聯)相控整流電路(bridge in cascade)是由一段半控電橋與兩段不可控電橋組成。目的在擴大可調電壓範圍,並彌補單純相控電路的低功率因數,每一電橋都另有電源開關(控制方式的設計可減少兩級點火電路,但多了三個磁吹消弧接觸器)。
- 電動發電機組從動端是同步發電機,一般會以IEC的術語Motor-Generator set或Motor Generator稱之。GE公司在E42C維修手冊則以Motor-Alternator set稱之,台鐵譯為摩打交流發電機組。
- 轉向架軸式分類有AAR分類表示法C-C,及英聯邦(UK)分類表示法Co-Co,臺鐵及中國大陸都使用Co-Co分類表示法。
各形式概要
E200型
E200型於1978年時引進35輛,後又於1992年購入五輛,共計採購40輛。機車總重量96公噸。該車型全數裝備M-A set,可提供旅客列車空調機所需的440伏特電源。1992年時引進的5輛裝設有自動列車控制裝置(ATC)系統。2007年後已與其它各式現役動力車卡皆統一改換為列車自動防護系統(ATP)。
其中E203、E204兩車在海運途中,因為暴風雨吹襲,導致在甲板上的這兩輛車的車身落入太平洋。因轉向架與車身分開運輸而未落海,經GE公司重造車身後於1979年運送到台灣交車使用。
原駕駛室側窗為一扇三角亮窗(front vent)及兩扇橫拉窗(horizontal sliding window),因窗框老舊及滑軌磨損而常卡滯,雨水經常滲入駕駛室內。目前E201~E232等機車側窗已改為一固定扇一活動扇的橫拉窗。
E300型
E300型採購39輛,跟E200型相比較早一年製造,其中E306於1977年10月中旬時已交車投入營運;機車總重量96噸。最初原廠設計並無M-A set,故牽引空調列車時須加掛電源行李車提供客車車廂電源。後來在1990年代E301、E302由臺北機廠加裝M-A set,使其能牽引空調列車,以彌補E200、E400型數量的不足,緩和機車的調配壓力。
E400型
E400型採購18輛,於1980年至1982年間引進。機車總重量因設計需高速行駛所以降至92公噸。亦裝有M-A set,可牽引空調列車。原廠設計的傳動齒輪比較E200、E300高,最高時速可達130公里,但啟動牽引力及爬坡能力相對變差(E200、E300為20100kgw,E400原廠設計僅16800kgw)。台鐵為了簡化後勤管理及應用範圍,已將部分E400型的傳動齒輪比陸續改造成與E200、E300相同。經改造後的E400型牽行駛引力從16800kgw提升為20100kgw,最高時速則降至110公里。
近年使用情況
概要
- E300型部分,目前有加裝M-A set之改造車(E301、E302)均配屬七堵機務段,E303~E315配屬七堵機務段,其餘車輛則配屬彰化機務段。因本型車無M-A set之故,主要在電氣化鐵路區間牽引貨物列車以及行包列車,或做為故障列車的救援機車,亦可作為輔助機車(補機)使用。
- E400型部分,所有車輛均配屬七堵機務段。
- 除了後期引進的5輛E200型以外,其餘車輛皆已使用40年以上,故障率升高且美國原廠已停止生產電力機車,零件來源減少。因此部分E300型已遭停用報廢,作為零件供應車,優先支援E200型與E400型使用。台鐵近年新型列車多採用電動列車,以機車牽引的列車越來越少。就在2019年10月8日台鐵宣佈新型68輛電力機車已順利決標。E500型開始營運後雖優先取代E1000型推拉式自強號機車頭,然已使用大約40年的GE電力機車也將逐漸走入歷史。
特殊塗裝車輛
- 現存:
- E238、E405、E415、E416、E418:夕景塗裝(鳴日號專用機車頭)
- 已卸除:
- E212:2019年南海電鐵友好紀念彩繪(台日友誼號)
- E213:2019年南海電鐵友好紀念彩繪(藍武士號)
- E224:2005年逢甲大學「希望列車」招生彩繪
- E237:2001年Keep Walking約翰走路彩繪車
- E413:2015年台灣燈會彩繪車
- E418:2016年觀音彩繪列車
- E237、E239、E417:夕景塗裝(鳴日號專用機車頭)
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E405夕景塗裝
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E212台日友誼號彩繪車
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E213藍武士號彩繪車
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Keep Walking約翰走路彩繪車E237
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2015年台灣燈會彩繪車─E413牽引復興號行駛
編組運用
保存車輛
- E308:2023年1月報廢後,經修復後於10月4日迴送至苗栗,預計將靜態保存於苗栗火車頭園區。
圖片集
E200型
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E201
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E202
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E203
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E204
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E205
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E206
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E207
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E208
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E209
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E210
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E211
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E212
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E213
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E214
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E215
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E216
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E217
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E218
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E219
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E220
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E221(已解體)
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E222
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E223
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E224
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E225
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E226
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E227
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E228
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E229
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E230
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E231
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E232
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E233
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E234
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E235
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E236
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E237
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E238
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E239
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E240
E300型
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E301
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E302
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E303
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E304
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E305
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E307
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E308(已報廢除籍)
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E309(已報廢除籍)
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E311
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E312
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E313(已解體)
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E315
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E316
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E317
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E318
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E314(已解體)與E320(已解體)
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E321(已解體)
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E322
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E323
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E326
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E327
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E328
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E329
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E330(已解體)
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E331
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E332(已解體)
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E333
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E334
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E335
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E336
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E337
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E338
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E339
E400型
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E401
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E402(已報廢除籍)
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E403
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E404
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E405
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E406
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E407
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E408
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E409
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E410
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E411
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E412
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E413(已解體)
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E414
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E415
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E416
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E417
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E418