JR东日本E531系列车是由JR东日本旅客铁道所使用的电力动车组列车，于2005年7投入服务于常磐线，用于取代8使用多年的405系和415系，以及为首都圈都市铁道（筑波快线）竞争而提速。而E531系也是双供电制式列车（直流电1500V、交流电20000V）以应付常磐线两段不同的供电电压。该列车衍生自直流供电的E231系近郊型的设计，以“对人们友善的车辆系统”之概念开发，并拥有高达130km/h的最高营运速度。

概要

使用多年403系和415系开始逐渐老化和为了提高常磐线的运营速度。JR东日本决定研发新型列车，以对抗竞争对手筑波快线，列车以E231系近郊型基础，列车设计最高时速为130Km/h。

筑波快线于2005年开通，是一条高标准路线，列车时速可达到130Km/h，当时JR常磐线的E501系的最高时速为120Km/h，无法与筑波快线的时速相比，因此JR东日本担心客流减少才研发此列车，而且需要开发可以与高速驾驶竞争的列车。

2005年3月最初的编组（K401编组（基本10辆）与K451编组（附属5辆））落成，同月16日开始测试，同年7月9日根据时刻表改点，开始以12编组90辆（基本编组6列60辆、附属编组6列30辆）的组成营运，在那之后也继续增加车辆数量。根据2007年3月18日的时刻表改点，将在上野站到发的403系、415系和E501系则不再行使上野-土浦站范围，以E531系电车执行常磐线普通列车的中距离电车及上野站至取手站间的客运任务。另外，特别快速的全部列车也都由本系列营运。自此，常磐线上野到发的中距离主力皆使用E531系。两辆绿色车厢（头等车厢）自2007年1月6日起被编入原有的10辆编组；并且自2007年3月18日新时刻表实行起，绿色双层车厢开始投入使用。

列车数据

制造商：东急车辆株式会社、川崎重工、JR东日本新津车辆制作所、综合车辆制作所、

列车总数：325（23列10节编组、29列5节编组）（暂定）

制造年份：2005-2010、2014-2019、2020-、

投入运营：2005-2010、2014-2017、2020、

列车编组：10节基本编组（4M6T）、5节附属编组（2M3T）、

车厢长度：20m

列车宽度：2.95m

列车高度：3.64m（普通车厢）、

列车重量：341.6吨（基本编组）、163.2吨（附属编组）、

轨距：1067mm

供电电压：直流电1500V、交流电20000V（50Hz）、

运营最高时速：130Km/h

设计最高时速：130Km/h

起动加速度：2.5Km/h

常用减速速/紧急减速度：4.2Km/h

电动机功率：140Kw/台（鼠笼式电动机）

牵引功率：2240Kw（10节编组）、1120Kw（5节编组）、

传动比：16:97（1：6.06）

控制装置：双核心型VVVF变频器（IGBT半导体装置）

驱动装置：TD平行万向接头传动
制动方式：再生制动并用电气指令式制动、纯电气制动、抑速制动
安全防护系统：ATS-SN、ATS-P、ATS-Ps（部分）

列车设计

列车车身长度为19,570 / 19,500mm（先头车/普通车），车身宽度为2,950mm，车顶高度为3,620mm，并且由于先头车末端装有的缓冲装置，领先车体的长度略长。 由于在连接地层时可以将引导车放置在中间，因此动力车和拖车长度统一为20,000 mm。 车身的横截面是加宽的车身，并且具有从腰部变窄的下摆拉深结构。 地板高度将从E231系列的1,165毫米减小到1,130毫米，以减少平台和入口之间的台阶并降低重心。 腰带和窗帘包裹着一条蓝色的皮带，这是常磐线中距离火车的线条颜色。

该列车驾驶室结构基本上于E231系近郊型相似，为了防止铁道口事故和提高视野，列车驾驶室采用高驾驶室结构设计，而先头车末端设有缓冲装置，即使在撞大卡车时也能确保驾驶员和乘客的安全。 因此，驾驶舱的内部空间较大 。对于车头的涂装重新设计了配色方案，正面的上半部分为白色，皮带设计有所不同。 前灯和尾灯也安装在顶部目的地指示器的左右两侧。

车头上方的LED目的地显示器是集成类型，比E231系要长，并且增加列车号，列车类型和线路名称显示在三个显示器中。 线路目的地以及目的地日语和英语中的侧面目的地显示均为橙色，并且在线路名称显示期间类型显示保持不变。 线路名称和目的地的交替显示之间的间隔比E231系列的间隔更长。 在1号车、10号车和11号车，第4排第4排在卫生间的位置向前方移动了600毫米。 这是由于安装了与电动轮椅兼容的大马桶，并且入口门在车辆中的放置不对称。 外部扬声器将安装在车辆外部以引导乘客。

车内设备

列车内饰已经过重新设计，以增强车内的通用设计，内部基本色为白色，地板为棕色。

在每侧的四个车门处装有线性马达式车门电机，并带有车门安全装置，每个车门都具有半自动车门开关装置，以减少车内的空调流失。在每个车门上方均安装了一个LED显示器，可以显示列车的当前到站、终点站。站点、车厢号和列车类别等。考虑到会有视力障碍的乘客乘车，在每个车门下方的地板处放置了黄色的防滑盲文块，并在车门端贴了黄色胶带，这也是JR东日本首次运用。

考虑到列车运行时间较长，该列车的基本编组的1号车、2号车、9号车、10号车和附属编成的13号-15号列车的座位的为半交叉式和横排式设计，其余车厢的座椅则全横排设计。绿色双层车厢的内饰和座椅与E231系近郊型的，不过前后座椅距离比E231系宽10mm。

车内的1号车、10号车和11号车的车厢末端配有卫生间，卫生间均为西式抽真空马桶，并在卫生间下方装有集便器，1号车、10号车和11号车卫生间入口宽度从原来的E231系的7.4m增加到9m，以适应轮椅人士使用，这也导致了1号车、10号车和11号车的第四排车门是不对称的。而5号车厢虽然有卫生间，但由于空间小，所以只配了中式蹲厕。

车内侧窗采用了下降式车窗和固定式车窗，每节车厢部分窗户都可以打开，而窗玻璃则采用深绿色的UV/IR切割热射线的吸热玻璃，因此无需安装窗帘。

车内的驾驶舱采用高驾驶室设计，并且驾驶员座椅的安装地板比普通地板高52cm，驾驶室设备与E231系相同，采用全液晶仪表设备，这也可以替代传统式仪表盘、压力计等计量仪器类和各种显示灯。

乘务员室内设置了通常用和紧急用的放大镜下降开关。作为列车控制系统，是通过所搭载的TIMS及VIS（各种信息提供装置）向各车发送指令的系统。

机电配置

电源和控制设备

 主转换器为日立制造的CI13。 它配备有一个主转换器，该转换器由一个带IGBT元件的两级转换器和一个两级逆变器组成，是一个1C4M系统，其中一个主转换器控制四个主电机。 在直流部分中，仅主转换器的逆变器部分被驱动以输出三相交流电。

 向辅助设备供电的辅助电源配备有东洋电机株式会社制造的静态逆变器II（SIV）SC81，该逆变器使用IGBT元件。 由集电器的直流电1500V或主变压器的三次绕组的1471V单相AC供电，输出三相440 V，60 Hz（额定容量：280 kVA）。 一个已安装。 一个SIV配备了两个逆变器，这些逆变器由使用IGBT元件的两级PWM逆变器电路组成，每单元输出为140 kVA，两个单元安装在三相输出变压器的次级侧。 并联连接以执行并行操作。 使用此系统，可以分配SIV上的负载，即使一个因故障而停止，另一个也可以继续运行，从而使三相干线（三相交流电源）通过列车中的列车。 出色的冗余性可以在不停电的情况下继续供电。

 将直流部分和交流部分分开的无用部分中的主电路开关具有与E501系统相同的规格，并且是使用ATS-P II接地平面自动进行开关的。 考虑到在没有专用接地元件的路线上行驶，使用切换按钮进行手动切换的规格相同。 车辆内部的照明是直流电源系统。

 主电动机是由三菱电机，日立和东洋电机制造的三相鼠笼式三相感应电动机MT75，每小时额定输出功率为140kw。 它采用旨在实现240万公里行进不分解的轴承结构和绝缘轴承以防止电腐蚀。 此外，由于考虑了降噪的结果，本身实现了约2dB的降噪。

 受电弓在3/8号车的Moha E531型的前部附近装有单臂PS37A型。 该位置与E501系统相同， 由于受电弓是交流/直流电，因此受电弓的安装位置较高，因此没有贴上“◆”标记，因此不能在中央线上行驶，该主干中断面小的隧道是连续的。

 电动空气压缩机II（CP）是类似于E231系列等的螺杆型，并配备有新开发的MH3124-C1600SN3型。

制动装置是与再生制动器组合的电指令式空气制动器，并且具有全电动制动功能。 此外，它将配备以60 km / h或更高的速度进行恒速控制，以10 km / h或更低的速度进行低速恒速控制以及减速制动。

转向架

转向架是基于E653系列等高速车辆用转向架的轴梁式无枕式转向架。 电动转向架的格式为DT71，尾随车辆的领先车辆的格式为TR255，后方车辆的格式为TR255A，中级车辆的格式为TR255B，两层式车辆的格式为TR255C。

 转向架框架由焊接结构的侧梁和钢管制的水平梁组成，通过改变侧框架的形状将地板高度降低至1130 mm，并降低了枕形弹簧的安装位置。 横梁式轴箱支撑装置的结构除转向轴弹簧外，对所有转向架都是通用的。 转向架是所有转向架共用的，并安装了新设计的空气弹簧。 阻尼器安装在所有车辆上，以支持高速行驶。

 基本制动装置通过为电动转向架采用踏面式单侧推单元制动器来减轻重量并简化维护。 随附的转向架每个轴有踏板制动器和两个盘式制动器。 另外，随行转向架的TR255在胎面制动器上具有驻车制动机构。

 编组

E531系均为10节基本编组和5节附属编组，其中4号车和5号车是绿色双层车厢。品川至土浦站大多数会以10+5的重联方式行走，土浦以北的列车则单独编组行走，所有车辆均配于胜田车辆中心

番台区分

0番台

0番台的所有车辆都全部配属于胜田车辆中心，截至2017年10月1日，共有26列10节基本编组（260辆）和29列5节附属编组（145辆），共405辆。

10节基本编组的车号为K401-K426，5节附属编组车号为K451-K479。
15列节编组为10节基本编组+ 5节附属编组连挂运行，但应急情况允许5+5+5或5+5的方式运行（不能运营）。
动力车（M）和拖车（T）的组成（MT比）在基本编组构造中为4M6T，在辅助编组构造中为2M3T。
 从2007年3月18日的时刻表修订起，本系列取代了常磐线上野口中距离列车的所有运营。 此时的运行区间原则上是常磐线上野站与高萩站之间。
常磐线在上野站和土浦站之间以10车和15车次列车运行，在土浦站和水户站/胜田站/高萩站之间以10节编组运行。
 2010年，新津车辆制造厂再次进行了重建，附属编组的K467列车于同年6月17日完成，K468列车于同年7月23日完成。 这是2006年11月生产了大约三年半的第一批E531系列产品。 这是因为E501系列的使用寿命已达到15年，需要对列车进行设备更新，E501系基本编组的设备更新时间大约为两个月，附件编组的设备更新时间为一个月。 该列车和E501系列是常用的备用车。

为了配合上野东京线通车而造成的车辆短缺，综合车辆制作所生产了7列新车10节基本编组列车。
2015年2月开始更换水户线的415系，水户线的E531系开始投入运营。 此外，在常磐线上对415系1500番台的更换也以相同的方式进行，从2月左右开始，高萩站至龙田站之间开始使用E531系列车，并在3月26日的时间表修订中完成了更换。 另外，由于列车数量少于415系列的列车数量，因此在水户和龙田之间运营的列车数量同时减少。
随着2015年3月14日东京上野线的开通，常磐线的部分列车开始直通东海道线的品川站。运行范围扩展到了东海道线的品川站至常磐线龙田站。
 为了弥补2017年7月上野东京线数量增加导致的车辆短缺，2017年7月新造了2列5节附属编组的列车（K476和K477），8月再制造3列10节基本编组列车
同年10月21日，由于东日本大地震而中断的龙田站和富冈站之间的恢复运营，E531系的运营范围从龙田站延长到富冈站。
2019年综合车辆制作所再次新造了2列5节附属编组的列车，并在列车增加了监控摄像头，于2020年2月投入运营。

2020年3月14日，常磐线最后的不通段富冈站至浪江站恢复运营，E531系运营范围将富冈站再次延长到原之町站（但不排除延长到仙台的可能）。同时E531再新造6组列车并取代719系。

3000番台

3000番台的造型与0番台相同，但与0番台不同的是所有列车具有耐寒的功能，因此增加了3000番台的番台区分。并取代415系1500番台所有列车，

列车编号为K551-K557，共生产了7列列车，其中2015年生产了4列，2016年生产了3列，于2015年12月6日开始运营。

此外，东北本线黑矶站存在交流及直流两种配线，为了减少安全事故，黑矶站内的直流电和交流电地面交换设备于2018年转换到了黑矶站的北侧，，所以黑矶站的站内供电方式全为直流供电，因此纯交流供电的列车（701系、E721系）无法进入黑矶站。因此E531系作为双供电制列车，黑矶站到新白河段区间改为E531系列车运行，于2017年10月14日开始运营。

与0番台相比，变化如下

1.车门两侧的导轨处安装了加热器，以防车门结冰和积雪导致无法打开车门。

2.在车体侧设置冷却主电动机的通过冷却风的风道，在动力车的Moha E530型4000号台和Moha E531型3000号台的1、2、7、8号的客舱门右侧的构体上新设吸气口和整风板。

3.在动力车的mohaE530型4000号台和mohaE531型3000号台的凳子下各加了4处主电动机过滤器

4.在车体的台车之间安装了用于将车体侧的风道冷却风引导到主电动机的挠度风道。因此将主电动机的型号变更为MT75A。

5.11号车厢厕所的集便器的外板的双重结构加装了隔热材料，

转向架轴箱从原来0番台的分体式改为整体式，并以轴梁作为轴箱支撑装置。

运营范围

常磐线（上野-原之町）

上野东京线（品川-上野）

水户线

东北本线（黑矶-新白河）