E501系
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 1995年登場。「常磐線快速電車の土浦延伸」を目標に設計された車両で、日本では初となる交直流通勤型車両である。車体は209系に準じており、車内もカラースキームこそことなるものの、片持ち式座席や車内案内表示器、車椅子スペース等その殆どが209系とほぼ同一仕様となっている。ただし外板はこちらの方が厚く、部分的な差異も生じている。それまで使用していた415系や651系とは異なり交直流の切り替えは自動的に行えるようになっており、以降JR東日本が新造する交直流車両にも活かされている。制御方式はGTO-VVVFインバーター制御方式だが、ドイツはシーメンス製の装置が搭載されている。後に製造される京急2100形と同じく、非同期音が音階を奏でる独特のものであり、「歌う電車」と評されることもあった。また主電動機の出力は209系に比べて増強されており、交流区間での120km/h運転を実現している。E501系は1995年にまず基本編成10連・付属編成5連の各1本が落成した後、1997年に10連・5連各3本が落成し、本格的な営業運転に投入された。しかし当初はトイレが製造されておらず長距離運転には不向きであったこと、403系を置き換えたことで実質的な本数増には繋がらなかったことなどからその後は製造されず、60両の少数派となっている。当初は専ら15連で上野〜土浦間で運用され、基本編成・付属編成の単独運用は存在しなかった。しかし2007年に常磐線上野口の中距離電車を全てE531系に置き換えることになり、以降は土浦以北のローカル輸送に転ずるところとなった。この際、5連の付属編成も単独で使用されることになることから、先んじて制御装置の交換がなされ、IGBT-VVVFインバーター制御方式となった。この他先頭車には車椅子対応型のトイレが新設され、長距離運用にも使用できる格好となっている。現在は佐貫〜草野間及び水戸線で主力車両として使用されており(佐貫〜土浦間は回送のみ)、2011年より新たに10両編成でも制御装置の更新が始まっていて現在は全車完了している。

 2009,08,27 いわき


■Variation
 10連を組む基本編成。5連の付属編成が2007年には全てインバーター装置の換装がなされた中、こちらは比較的最近まで「歌う電車」として登場当時のシーっメンス製インバーター装置を搭載していた。しかしこちらも2011年以降翌年までに機器の換装がなされており、既に「歌う電車」としての姿は見られなくなっている。尚、この10連は専ら常磐線で使用されており、水戸線には乗り入れない。

 2007,03,27 勝 田