|
|
|
|
|
|
|
|
|
△EMU100型駕駛儀表設備。 |
|
|
|
|
相較於過去柴油客車採用柴油引擎作為動力來源,電聯車則是以動力控制電路與牽引馬達作為動力來源。以EMU100型而言,其機電系統由英國GEC
TRACTION所製之閘流體全相位控制系統,其動力電路為集電弓自電車線引入電力,再經由功能如同電聯車開關之真空斷路器,進入變壓器之一次側,二次側電路為牽引動力,三次側則為供應冷氣照明電源之交流發電機組電路。其動力在低速時採用點弧方式進行控制,以輸出不同之電壓,直至輸出電壓最大值時為減少馬達之反電動勢,因此改以減弱磁場方式,使列車速度達到最高運轉速度;其電流經由變壓器輸出後,交由整流器整流再經過平滑線圈濾波後,給予牽引馬達使用,全程無階段亦無火花。
本型車單輛馬達車設有四具GEC所製之414AZ型直流串激牽引馬達,每具馬達軸馬力為400hp,單組出力為1100kW,起步之牽引力達13300kgf。在性能數據上,EMU100型由0加速至50km/hr之平均加速度為1.41km/hr/s;由0加速至120km/hr,需耗時178秒,之平均加速度則為0.67km/hr/s。
在司機員操控上本型車也首度採用速度自動控制,有別於電力機車採用的牽引力段位,其控制方式為司機決定所需之速度後操作控制器,此時控制器下方之電位器則產生不同電壓,以決定不同的點弧角度,
進而使馬達接收到不同的電壓及電流。而當速度超過設定之速度2km/hr時系統則會自動切斷電力並以馬達產生反電動勢之方式進行減速,產生出之電流則送至車頂電阻產生熱能消散於大氣之中,此套系統稱之為電軔系統。EMU100型的軔機系統除了前述的非接觸式的電軔系統外,也具備一套由美國西屋公司(WABCO)所製之電控空氣軔機系統(WEP軔機),其原理係採用電碼控制電磁閥直通軔機,以達到快速制軔,其操作方法有別於操作前述之動力控制器,改以操作司軔閥進行動作;除外,為了
防止軔機電氣部分故障,因此也備有一套自動軔機作為被援之用;同時因應迴送所需,因此車上也裝有兩壓力式三動閥。
然而,本型車抵台試運轉後,因缺乏電聯車之維修經驗,以及原廠設計缺失等問題,因此發生各種故障事件,包含VCB不閉合、交流發電機組故障等。經歷試運轉與初期使用後,本型車又歷經多次不同項目的改造,包含轉向架、牽引馬達、集電弓、中心銷、交流發電機組、APC設備與盥洗室設備,如下所述:
1.轉向架改造 |
EMU100型在引進之初,因B.R.E.L.所製造之車體較設計為重,導致一次簧彈性不足使得行駛時產生安全顧慮,而其空氣彈簧也在初期行駛後發現有破損的現象;再者本型車的原始設計,除EP及EM車有裝設抗搖桿外,其餘車輛並無設置,使得ET及ED車在行駛時的橫向晃動較大。種種的問題使得本型車在首航後,不得不全面停駛進行改善。其中在一次簧部分,除加裝一墊板以及更換高強度橡皮彈簧,以大幅改善彈性不足之狀況外,為了解決ET及ED車左右晃動問題,在台鐵向原廠建議後,也將所有車型均設置抗搖桿。其改造後的EMU100型不論在減震或抗搖能力上均大幅提昇,成為台鐵行駛時最穩定的車輛之一。 |
2.牽引馬達改造 |
EMU100型裝用在英國使用已久的GECG414AZ型牽引馬達,然而此種馬達在台灣卻遭遇水土不服的問題,其中又因均壓線圈斷損與內部絕緣材料破損,導致電樞接地問題最為嚴重,使得車輛無法正常出力,
進而影響到車輛運用。而為了維修此批馬達,台鐵先後尋找國內廠商與原廠進行馬達整修,在馬達尚未全數修復前,亦停用速度自動控制改用牽引力控制、並且停止電軔使用與下修馬達之電流值,同時也強制規定行經山線時必須有補機推送。經過多家國內廠商與原廠協助,其成效均不如預期,直到由國軍聯勤單位與台朔重工機械廠協助找到電樞特殊材質後,並加以加工換裝後,EMU100型的馬達才逐漸趨於穩定
,但為確保車輛之狀況,速度自動控制與電軔仍持續停止使用至運用末期。 |
3.集電弓改造 |
EMU100型原廠裝用與E100型相同的GEC28P9型交臂式集電弓,然而此種集電弓若遇到電車線斷裂時,集電弓風缸會使集電弓上升至最高,而使電車線系統遭受到更大損壞損害;再者其構造複雜,不利於保養維護,於是台鐵於2000年時開始逐步更換EMU100型之集電弓為英國BW廠所製造之練條式單臂弓,並於2001年全數完成。因改造成效良好,因此連同E100型電力機車一併改造。 |
4.中心銷改造 |
E100型於引進後發生中心銷座鈑斷裂問題,無獨有偶EMU100型也發生中心銷座畸變之狀況,經由BREL建議後,遂以補強各車之中心銷座,於1979年3~4月挑選EM107號與ET113號進行試驗,其改造結果良好,因此亦將其餘車輛一併改造。 |
5.交流發電機組改造 |
EMU100型的交流發電機組共有兩次改造,其中第一次於1979年時加裝一套緊急自動輪流供電裝置,防止組內兩套交流發電一組其中一組故障時所產生的供電不均現象,其緊急輪流供電設定為10分鐘,部分車上設備如烤箱、烘手器、冰箱等負載設備也在此次改造後遭移除。發電機的第二次改造則是在1991年6月,由於組內兩組發電機係採用SCR點弧,若點弧角度不同時則會造成高壓跨接兩端耐壓不足而燒毀之現象,為此除修改電路並聯方式減少點弧不同步所引起的故障外,亦將SCR之規格由300A、2400V置換成510A、4000V,同時改造電壓調整器與EMU200型相同之形式。然而EMU100型的交流發電機組並無法於組間轉供,再者其平滑線圈散熱不良,因此縱使經過兩次改造後運用上仍不時發生供電不穩,甚至影響動力電路。 |
6.APC設備改造 |
EMU100型的APC系統用於列車行經中性區間時,會因經過地上的強力磁鐵吸引而切開真空斷路器,避免集電弓發生跳火現象,並且再經過下一個強力磁鐵時將真空斷路器復位,然而此種系統因常切換真空斷路器本身,將會導致本體故障,同時影響車上冷氣照明電源供應。為此台鐵研議修改APC路為經過中性區間切開真空斷路器之方式,改為僅切斷MA動力負載,並利用MA之迴轉子惰力繼續提供照明電源,並暫時切斷空調之電源之方式。由於此種改造方式兼具真空斷路器維護與維持車上照明電源,因此後來也將E200、E400型電力機車一併改造。 |
7.盥洗室設備改造 |
EMU100型引進之初盥洗室採用直落設備,不僅容易造成環境髒亂,也容易損及車下設備;為此台鐵在引進不久後即改造供水裝置以及加裝化糞設備,推測此時裝用的為氣動循環式。直到1990年代,為提升車內服務品質,因此再度改造盥洗室設備為真空式,以減少盥洗室產生的惡臭。而在此次改造之中,原本的男用廁所因放置真空廁所設備而封閉。 |
歷經上述多次改造後,EMU100型的狀況已較為穩定,然而因本型車在編組設定上採用5車1組的設計,運用上的彈性稍嫌不足;而這種以1拖4的動力配置,在早年仍行駛舊山線的時代,也易造成馬達車負荷過大而故障。再者,本型車因早年運用吃緊、檢修時間較少,曾在1990年代時必須時常仰賴輔助機車才得以運轉。這樣的狀況一直到1996年推拉式自強號引進後才稍微獲得抒解,直到運用末期時已較少有重大故障事件傳出
,但不時仍會發生零星故障事件。 |