JR東日本E531系列車是由JR東日本旅客鐵道所使用的電力動(dòng)車組列車，于2005年7投入服務(wù)于常磐線，用于取代8使用多年的405系和415系，以及為首都圈都市鐵道（筑波快線）競(jìng)爭(zhēng)而提速。而E531系也是雙供電制式列車（直流電1500V、交流電20000V）以應(yīng)付常磐線兩段不同的供電電壓。該列車衍生自直流供電的E231系近郊型的設(shè)計(jì)，以“對(duì)人們友善的車輛系統(tǒng)”之概念開發(fā)，并擁有高達(dá)130km/h的最高營(yíng)運(yùn)速度。

概要

使用多年403系和415系開始逐漸老化和為了提高常磐線的運(yùn)營(yíng)速度。JR東日本決定研發(fā)新型列車，以對(duì)抗競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手筑波快線，列車以E231系近郊型基礎(chǔ)，列車設(shè)計(jì)最高時(shí)速為130Km/h。

筑波快線于2005年開通，是一條高標(biāo)準(zhǔn)路線，列車時(shí)速可達(dá)到130Km/h，當(dāng)時(shí)JR常磐線的E501系的最高時(shí)速為120Km/h，無法與筑波快線的時(shí)速相比，因此JR東日本擔(dān)心客流減少才研發(fā)此列車，而且需要開發(fā)可以與高速駕駛競(jìng)爭(zhēng)的列車。

2005年3月最初的編組（K401編組（基本10輛）與K451編組（附屬5輛））落成，同月16日開始測(cè)試，同年7月9日根據(jù)時(shí)刻表改點(diǎn)，開始以12編組90輛（基本編組6列60輛、附屬編組6列30輛）的組成營(yíng)運(yùn)，在那之后也繼續(xù)增加車輛數(shù)量。根據(jù)2007年3月18日的時(shí)刻表改點(diǎn)，將在上野站到發(fā)的403系、415系和E501系則不再行使上野-土浦站范圍，以E531系電車執(zhí)行常磐線普通列車的中距離電車及上野站至取手站間的客運(yùn)任務(wù)。另外，特別快速的全部列車也都由本系列營(yíng)運(yùn)。自此，常磐線上野到發(fā)的中距離主力皆使用E531系。兩輛綠色車廂（頭等車廂）自2007年1月6日起被編入原有的10輛編組；并且自2007年3月18日新時(shí)刻表實(shí)行起，綠色雙層車廂開始投入使用。

列車數(shù)據(jù)

制造商：東急車輛株式會(huì)社、川崎重工、JR東日本新津車輛制作所、綜合車輛制作所、

列車總數(shù)：325（23列10節(jié)編組、29列5節(jié)編組）（暫定）

制造年份：2005-2010、2014-2019、2020-、

投入運(yùn)營(yíng)：2005-2010、2014-2017、2020、

列車編組：10節(jié)基本編組（4M6T）、5節(jié)附屬編組（2M3T）、

車廂長(zhǎng)度：20m

列車寬度：2.95m

列車高度：3.64m（普通車廂）、

列車重量：341.6噸（基本編組）、163.2噸（附屬編組）、

軌距：1067mm

供電電壓：直流電1500V、交流電20000V（50Hz）、

運(yùn)營(yíng)最高時(shí)速：130Km/h

設(shè)計(jì)最高時(shí)速：130Km/h

起動(dòng)加速度：2.5Km/h

常用減速速/緊急減速度：4.2Km/h

電動(dòng)機(jī)功率：140Kw/臺(tái)（鼠籠式電動(dòng)機(jī)）

牽引功率：2240Kw（10節(jié)編組）、1120Kw（5節(jié)編組）、

傳動(dòng)比：16:97（1：6.06）

控制裝置：雙核心型VVVF變頻器（IGBT半導(dǎo)體裝置）

驅(qū)動(dòng)裝置：TD平行萬向接頭傳動(dòng)
制動(dòng)方式：再生制動(dòng)并用電氣指令式制動(dòng)、純電氣制動(dòng)、抑速制動(dòng)
安全防護(hù)系統(tǒng)：ATS-SN、ATS-P、ATS-Ps（部分）

列車設(shè)計(jì)

列車車身長(zhǎng)度為19,570 / 19,500mm（先頭車/普通車），車身寬度為2,950mm，車頂高度為3,620mm，并且由于先頭車末端裝有的緩沖裝置，領(lǐng)先車體的長(zhǎng)度略長(zhǎng)。 由于在連接地層時(shí)可以將引導(dǎo)車放置在中間，因此動(dòng)力車和拖車長(zhǎng)度統(tǒng)一為20,000 mm。 車身的橫截面是加寬的車身，并且具有從腰部變窄的下擺拉深結(jié)構(gòu)。 地板高度將從E231系列的1,165毫米減小到1,130毫米，以減少平臺(tái)和入口之間的臺(tái)階并降低重心。 腰帶和窗簾包裹著一條藍(lán)色的皮帶，這是常磐線中距離火車的線條顏色。

該列車駕駛室結(jié)構(gòu)基本上于E231系近郊型相似，為了防止鐵道口事故和提高視野，列車駕駛室采用高駕駛室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而先頭車末端設(shè)有緩沖裝置，即使在撞大卡車時(shí)也能確保駕駛員和乘客的安全。 因此，駕駛艙的內(nèi)部空間較大 。對(duì)于車頭的涂裝重新設(shè)計(jì)了配色方案，正面的上半部分為白色，皮帶設(shè)計(jì)有所不同。 前燈和尾燈也安裝在頂部目的地指示器的左右兩側(cè)。

車頭上方的LED目的地顯示器是集成類型，比E231系要長(zhǎng)，并且增加列車號(hào)，列車類型和線路名稱顯示在三個(gè)顯示器中。 線路目的地以及目的地日語和英語中的側(cè)面目的地顯示均為橙色，并且在線路名稱顯示期間類型顯示保持不變。 線路名稱和目的地的交替顯示之間的間隔比E231系列的間隔更長(zhǎng)。 在1號(hào)車、10號(hào)車和11號(hào)車，第4排第4排在衛(wèi)生間的位置向前方移動(dòng)了600毫米。 這是由于安裝了與電動(dòng)輪椅兼容的大馬桶，并且入口門在車輛中的放置不對(duì)稱。 外部揚(yáng)聲器將安裝在車輛外部以引導(dǎo)乘客。

車內(nèi)設(shè)備

列車內(nèi)飾已經(jīng)過重新設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)車內(nèi)的通用設(shè)計(jì)，內(nèi)部基本色為白色，地板為棕色。

在每側(cè)的四個(gè)車門處裝有線性馬達(dá)式車門電機(jī)，并帶有車門安全裝置，每個(gè)車門都具有半自動(dòng)車門開關(guān)裝置，以減少車內(nèi)的空調(diào)流失。在每個(gè)車門上方均安裝了一個(gè)LED顯示器，可以顯示列車的當(dāng)前到站、終點(diǎn)站。站點(diǎn)、車廂號(hào)和列車類別等?？紤]到會(huì)有視力障礙的乘客乘車，在每個(gè)車門下方的地板處放置了黃色的防滑盲文塊，并在車門端貼了黃色膠帶，這也是JR東日本首次運(yùn)用。

考慮到列車運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，該列車的基本編組的1號(hào)車、2號(hào)車、9號(hào)車、10號(hào)車和附屬編成的13號(hào)-15號(hào)列車的座位的為半交叉式和橫排式設(shè)計(jì)，其余車廂的座椅則全橫排設(shè)計(jì)。綠色雙層車廂的內(nèi)飾和座椅與E231系近郊型的，不過前后座椅距離比E231系寬10mm。

車內(nèi)的1號(hào)車、10號(hào)車和11號(hào)車的車廂末端配有衛(wèi)生間，衛(wèi)生間均為西式抽真空馬桶，并在衛(wèi)生間下方裝有集便器，1號(hào)車、10號(hào)車和11號(hào)車衛(wèi)生間入口寬度從原來的E231系的7.4m增加到9m，以適應(yīng)輪椅人士使用，這也導(dǎo)致了1號(hào)車、10號(hào)車和11號(hào)車的第四排車門是不對(duì)稱的。而5號(hào)車廂雖然有衛(wèi)生間，但由于空間小，所以只配了中式蹲廁。

車內(nèi)側(cè)窗采用了下降式車窗和固定式車窗，每節(jié)車廂部分窗戶都可以打開，而窗玻璃則采用深綠色的UV/IR切割熱射線的吸熱玻璃，因此無需安裝窗簾。

車內(nèi)的駕駛艙采用高駕駛室設(shè)計(jì)，并且駕駛員座椅的安裝地板比普通地板高52cm，駕駛室設(shè)備與E231系相同，采用全液晶儀表設(shè)備，這也可以替代傳統(tǒng)式儀表盤、壓力計(jì)等計(jì)量?jī)x器類和各種顯示燈。

乘務(wù)員室內(nèi)設(shè)置了通常用和緊急用的放大鏡下降開關(guān)。作為列車控制系統(tǒng)，是通過所搭載的TIMS及VIS（各種信息提供裝置）向各車發(fā)送指令的系統(tǒng)。

機(jī)電配置

電源和控制設(shè)備

?主轉(zhuǎn)換器為日立制造的CI13。 它配備有一個(gè)主轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器由一個(gè)帶IGBT元件的兩級(jí)轉(zhuǎn)換器和一個(gè)兩級(jí)逆變器組成，是一個(gè)1C4M系統(tǒng)，其中一個(gè)主轉(zhuǎn)換器控制四個(gè)主電機(jī)。 在直流部分中，僅主轉(zhuǎn)換器的逆變器部分被驅(qū)動(dòng)以輸出三相交流電。

?向輔助設(shè)備供電的輔助電源配備有東洋電機(jī)株式會(huì)社制造的靜態(tài)逆變器II（SIV）SC81，該逆變器使用IGBT元件。 由集電器的直流電1500V或主變壓器的三次繞組的1471V單相AC供電，輸出三相440 V，60 Hz（額定容量：280 kVA）。 一個(gè)已安裝。 一個(gè)SIV配備了兩個(gè)逆變器，這些逆變器由使用IGBT元件的兩級(jí)PWM逆變器電路組成，每單元輸出為140 kVA，兩個(gè)單元安裝在三相輸出變壓器的次級(jí)側(cè)。 并聯(lián)連接以執(zhí)行并行操作。 使用此系統(tǒng)，可以分配SIV上的負(fù)載，即使一個(gè)因故障而停止，另一個(gè)也可以繼續(xù)運(yùn)行，從而使三相干線（三相交流電源）通過列車中的列車。 出色的冗余性可以在不停電的情況下繼續(xù)供電。

?將直流部分和交流部分分開的無用部分中的主電路開關(guān)具有與E501系統(tǒng)相同的規(guī)格，并且是使用ATS-P II接地平面自動(dòng)進(jìn)行開關(guān)的。 考慮到在沒有專用接地元件的路線上行駛，使用切換按鈕進(jìn)行手動(dòng)切換的規(guī)格相同。 車輛內(nèi)部的照明是直流電源系統(tǒng)。

?主電動(dòng)機(jī)是由三菱電機(jī)，日立和東洋電機(jī)制造的三相鼠籠式三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)MT75，每小時(shí)額定輸出功率為140kw。 它采用旨在實(shí)現(xiàn)240萬公里行進(jìn)不分解的軸承結(jié)構(gòu)和絕緣軸承以防止電腐蝕。 此外，由于考慮了降噪的結(jié)果，本身實(shí)現(xiàn)了約2dB的降噪。

?受電弓在3/8號(hào)車的Moha E531型的前部附近裝有單臂PS37A型。 該位置與E501系統(tǒng)相同， 由于受電弓是交流/直流電，因此受電弓的安裝位置較高，因此沒有貼上“◆”標(biāo)記，因此不能在中央線上行駛，該主干中斷面小的隧道是連續(xù)的。

?電動(dòng)空氣壓縮機(jī)II（CP）是類似于E231系列等的螺桿型，并配備有新開發(fā)的MH3124-C1600SN3型。

制動(dòng)裝置是與再生制動(dòng)器組合的電指令式空氣制動(dòng)器，并且具有全電動(dòng)制動(dòng)功能。 此外，它將配備以60 km / h或更高的速度進(jìn)行恒速控制，以10 km / h或更低的速度進(jìn)行低速恒速控制以及減速制動(dòng)。

轉(zhuǎn)向架

轉(zhuǎn)向架是基于E653系列等高速車輛用轉(zhuǎn)向架的軸梁式無枕式轉(zhuǎn)向架。 電動(dòng)轉(zhuǎn)向架的格式為DT71，尾隨車輛的領(lǐng)先車輛的格式為TR255，后方車輛的格式為TR255A，中級(jí)車輛的格式為TR255B，兩層式車輛的格式為TR255C。

?轉(zhuǎn)向架框架由焊接結(jié)構(gòu)的側(cè)梁和鋼管制的水平梁組成，通過改變側(cè)框架的形狀將地板高度降低至1130 mm，并降低了枕形彈簧的安裝位置。 橫梁式軸箱支撐裝置的結(jié)構(gòu)除轉(zhuǎn)向軸彈簧外，對(duì)所有轉(zhuǎn)向架都是通用的。 轉(zhuǎn)向架是所有轉(zhuǎn)向架共用的，并安裝了新設(shè)計(jì)的空氣彈簧。 阻尼器安裝在所有車輛上，以支持高速行駛。

?基本制動(dòng)裝置通過為電動(dòng)轉(zhuǎn)向架采用踏面式單側(cè)推單元制動(dòng)器來減輕重量并簡(jiǎn)化維護(hù)。 隨附的轉(zhuǎn)向架每個(gè)軸有踏板制動(dòng)器和兩個(gè)盤式制動(dòng)器。 另外，隨行轉(zhuǎn)向架的TR255在胎面制動(dòng)器上具有駐車制動(dòng)機(jī)構(gòu)。

?編組

E531系均為10節(jié)基本編組和5節(jié)附屬編組，其中4號(hào)車和5號(hào)車是綠色雙層車廂。品川至土浦站大多數(shù)會(huì)以10+5的重聯(lián)方式行走，土浦以北的列車則單獨(dú)編組行走，所有車輛均配于勝田車輛中心

番臺(tái)區(qū)分

0番臺(tái)

0番臺(tái)的所有車輛都全部配屬于勝田車輛中心，截至2017年10月1日，共有26列10節(jié)基本編組（260輛）和29列5節(jié)附屬編組（145輛），共405輛。

10節(jié)基本編組的車號(hào)為K401-K426，5節(jié)附屬編組車號(hào)為K451-K479。
15列節(jié)編組為10節(jié)基本編組+ 5節(jié)附屬編組連掛運(yùn)行，但應(yīng)急情況允許5+5+5或5+5的方式運(yùn)行（不能運(yùn)營(yíng)）。
動(dòng)力車（M）和拖車（T）的組成（MT比）在基本編組構(gòu)造中為4M6T，在輔助編組構(gòu)造中為2M3T。
?從2007年3月18日的時(shí)刻表修訂起，本系列取代了常磐線上野口中距離列車的所有運(yùn)營(yíng)。 此時(shí)的運(yùn)行區(qū)間原則上是常磐線上野站與高萩站之間。
常磐線在上野站和土浦站之間以10車和15車次列車運(yùn)行，在土浦站和水戶站/勝田站/高萩站之間以10節(jié)編組運(yùn)行。
?2010年，新津車輛制造廠再次進(jìn)行了重建，附屬編組的K467列車于同年6月17日完成，K468列車于同年7月23日完成。 這是2006年11月生產(chǎn)了大約三年半的第一批E531系列產(chǎn)品。 這是因?yàn)镋501系列的使用壽命已達(dá)到15年，需要對(duì)列車進(jìn)行設(shè)備更新，E501系基本編組的設(shè)備更新時(shí)間大約為兩個(gè)月，附件編組的設(shè)備更新時(shí)間為一個(gè)月。 該列車和E501系列是常用的備用車。

為了配合上野東京線通車而造成的車輛短缺，綜合車輛制作所生產(chǎn)了7列新車10節(jié)基本編組列車。
2015年2月開始更換水戶線的415系，水戶線的E531系開始投入運(yùn)營(yíng)。 此外，在常磐線上對(duì)415系1500番臺(tái)的更換也以相同的方式進(jìn)行，從2月左右開始，高萩站至龍?zhí)镎局g開始使用E531系列車，并在3月26日的時(shí)間表修訂中完成了更換。 另外，由于列車數(shù)量少于415系列的列車數(shù)量，因此在水戶和龍?zhí)镏g運(yùn)營(yíng)的列車數(shù)量同時(shí)減少。
隨著2015年3月14日東京上野線的開通，常磐線的部分列車開始直通東海道線的品川站。運(yùn)行范圍擴(kuò)展到了東海道線的品川站至常磐線龍?zhí)镎尽?br/>?為了彌補(bǔ)2017年7月上野東京線數(shù)量增加導(dǎo)致的車輛短缺，2017年7月新造了2列5節(jié)附屬編組的列車（K476和K477），8月再制造3列10節(jié)基本編組列車
同年10月21日，由于東日本大地震而中斷的龍?zhí)镎竞透粚局g的恢復(fù)運(yùn)營(yíng)，E531系的運(yùn)營(yíng)范圍從龍?zhí)镎狙娱L(zhǎng)到富岡站。
2019年綜合車輛制作所再次新造了2列5節(jié)附屬編組的列車，并在列車增加了監(jiān)控?cái)z像頭，于2020年2月投入運(yùn)營(yíng)。

2020年3月14日，常磐線最后的不通段富岡站至浪江站恢復(fù)運(yùn)營(yíng)，E531系運(yùn)營(yíng)范圍將富岡站再次延長(zhǎng)到原之町站（但不排除延長(zhǎng)到仙臺(tái)的可能）。同時(shí)E531再新造6組列車并取代719系。

3000番臺(tái)

3000番臺(tái)的造型與0番臺(tái)相同，但與0番臺(tái)不同的是所有列車具有耐寒的功能，因此增加了3000番臺(tái)的番臺(tái)區(qū)分。并取代415系1500番臺(tái)所有列車，

列車編號(hào)為K551-K557，共生產(chǎn)了7列列車，其中2015年生產(chǎn)了4列，2016年生產(chǎn)了3列，于2015年12月6日開始運(yùn)營(yíng)。

此外，東北本線黑磯站存在交流及直流兩種配線，為了減少安全事故，黑磯站內(nèi)的直流電和交流電地面交換設(shè)備于2018年轉(zhuǎn)換到了黑磯站的北側(cè)，，所以黑磯站的站內(nèi)供電方式全為直流供電，因此純交流供電的列車（701系、E721系）無法進(jìn)入黑磯站。因此E531系作為雙供電制列車，黑磯站到新白河段區(qū)間改為E531系列車運(yùn)行，于2017年10月14日開始運(yùn)營(yíng)。

與0番臺(tái)相比，變化如下

1.車門兩側(cè)的導(dǎo)軌處安裝了加熱器，以防車門結(jié)冰和積雪導(dǎo)致無法打開車門。

2.在車體側(cè)設(shè)置冷卻主電動(dòng)機(jī)的通過冷卻風(fēng)的風(fēng)道，在動(dòng)力車的Moha E530型4000號(hào)臺(tái)和Moha E531型3000號(hào)臺(tái)的1、2、7、8號(hào)的客艙門右側(cè)的構(gòu)體上新設(shè)吸氣口和整風(fēng)板。

3.在動(dòng)力車的mohaE530型4000號(hào)臺(tái)和mohaE531型3000號(hào)臺(tái)的凳子下各加了4處主電動(dòng)機(jī)過濾器

4.在車體的臺(tái)車之間安裝了用于將車體側(cè)的風(fēng)道冷卻風(fēng)引導(dǎo)到主電動(dòng)機(jī)的撓度風(fēng)道。因此將主電動(dòng)機(jī)的型號(hào)變更為MT75A。

5.11號(hào)車廂廁所的集便器的外板的雙重結(jié)構(gòu)加裝了隔熱材料，

轉(zhuǎn)向架軸箱從原來0番臺(tái)的分體式改為整體式，并以軸梁作為軸箱支撐裝置。

運(yùn)營(yíng)范圍

常磐線（上野-原之町）

上野東京線（品川-上野）

水戶線

東北本線（黑磯-新白河）