동일본 여객철도 E721계 전동차

1. 개요

동일본 여객철도 E721계 전동차는 센다이 지역 재래선 노선과 센다이 공항철도 센다이 공항선 운행을 위해 개발된 전동차이다. 2006년부터 도입되었으며, 0번대, 500번대, 1000번대, SAT721계, 아오이모리 703계, AB900계 등 여러 파생형이 존재한다. 스테인리스강 차체에 3도어 세미 크로스 시트 배치를 특징으로 하며, 저상화 설계를 통해 승객 편의성을 높였다. 현재 센다이 차량센터에 배치되어 도호쿠 본선, 조반선, 센잔선, 반에쓰사이선 등에서 운행 중이다.

2. 개발 배경 및 도입

센다이 지사에서 운용되는 재래선 전동차의 차량 갱신과 센다이 공항 억세스선에서의 운용을 목적으로 개발된 차량이다.

2007년 3월 18일에 개업한 센다이 공항철도 센다이 공항선(나토리역 - 센다이 공항역) 건설 사업에서 센다이 공항철도 센다이 공항역과 JR 센다이역 간 직통 운행이 계획되어 있었다. 이 직통 운행에 필요한 차량으로 E721계 전동차(500번대)와 SAT721계 전동차가 제작되었다. 그리고 JR 동일본 센다이 지구 재래선의 국철 시대 전동차 교체용으로 E721계 전동차 0번대가 제작되었다. 제작은 가와사키 중공업과 도큐 차량 제조(2012년 4월부터 종합 차량 제작소 요코하마 사업소)가 담당했다. 저상화 실현 등이 평가되어 E721계 전동차와 SAT721계 전동차에 대해 데쓰도토모노카이에서 2008년도 로렐상이 수여되었다.

아오이모리 철도에서는 수송력 증강을 목적으로 본 계열을 기반으로 한 신형 차량 아오이모리 703계를 2편성 도입할 계획으로, 2013년 11월 26일부터 27일까지 종합 차량 제작소 요코하마 사업소에서 갑종 수송되었다.

2006년 12월부터 최초의 E721-0계 전동차가 반입되었으며, 2007년 2월 1일 도호쿠 본선 운행을 시작했다. 최초의 E721-500계 및 SAT721계 전동차는 2006년 2월부터 반입되어 2007년 3월 18일에 센다이 공항선 운행을 시작했다.

2011년 3월 11일 2011년 도호쿠 지방 태평양 해역 지진으로 인해 P-1 및 P-19 편성 2개가 신치역에서 탈선하여 심각하게 파손되었다. 두 편성 모두 전손 처리되어 폐차되었다.

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2016년 11월 30일, 19개 신규 4량 편성의 E721-1000계 (총 76량) 중 첫 번째 편성이 도호쿠 본선, 조반선, 센잔선 운행에 투입되어 구형 719계를 대체했다. 신형 전동차는 J-TREC에서 제작되었으며, 요코하마 및 니이츠 공장에서 분담하여 제작되었다. 이 전동차는 LED 실내 조명을 갖추고 있다.

2016년 9월, 최초의 E721-1000계 중간차 4량이 J-TREC의 니이츠 공장에서 요코하마 공장으로 반입되어, 여기서 제작된 선두차와 결합되었다.

아부쿠마 급행은 8100계 전동차를 대체하기 위해 2018년 여름에 신형 AB900계 전동차를 발주했다. 이 전동차는 E721계를 기반으로 하며, 1988년 이후 아부쿠마 급행의 최초 신형 전동차이다. 첫 번째 AB900계 편성은 2019년 2월에 반입되었다. 2019년 7월 1일에 운행을 시작했다.

센다이 지역의 저상 플랫폼에 대응하기 위해 저상차로 차체 구조 등의 설계가 기존 차량에서 세밀하게 검토된 후 제작되었다. 또한, 원맨 운전을 상정한 레이아웃으로 되어 있으며, 일부 차량에서는 원맨 운전 관련 기기를 설치하고, 비대응 차량에 대해서도 기기류 준비 공사가 이루어지고 있다.

3. 종류

동일본 여객철도 E721계 전동차는 센다이 지사에서 운용되는 재래선 전동차의 차량 갱신과 센다이 공항 억세스선에서의 운용을 목적으로 개발되었다. 센다이 공항철도 센다이 공항선(나토리역 - 센다이 공항역) 건설 사업으로 센다이 공항역과 JR 센다이역 간 직통 운행에 필요한 차량으로 E721계 전동차(500번대)와 SAT721계 전동차가 제작되었다. 또한 JR 동일본 센다이 지구 재래선의 국철 시대 전동차 교체용으로 E721계 전동차 0번대가 제작되었다. 2008년에는 데쓰도토모노카이에서 로렐상을 수상했다.

E721계 전동차는 다음과 같은 종류가 있다.

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E721-0계 2량 편성, 2007년 2월부터
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E721-500계 2량 편성, 2007년 3월부터
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E721-1000계 4량 편성, 2016년 11월부터
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SAT721계 2량 편성, 2007년 3월부터 (센다이 공항 철도 소유)
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** AB900계 2량 편성, 2019년 7월부터

센다이 지역의 저상 플랫폼에 대응하기 위해 저상차로 제작되었으며, 원맨 운전을 상정한 레이아웃을 갖추고 있다. 2016년부터는 719계를 대체하기 위해 1000번대가 도입되었고, 아오이모리 철도와 아부쿠마 급행에서도 E721계를 기반으로 한 차량을 도입하였다.

0·500번대와 SAT721계는 철도우호회로부터 2008년도 로렐상을 수상했다.

3.1. 0번대

E721계 0번대는 일본국유철도(국철) 시대부터 사용된 455계·457계·717계·417계 등 노후화된 전동차를 교체하고, 센다이 공항철도 센다이 공항선과의 직통 운행을 위해 개발되었다. 2량 편성으로 구성되어 있으며, 가와사키 중공업과 도큐 차량 제조(현 종합 차량 제작소 요코하마 사업소)에서 제작되었다.

차체 장식띠는 701계 전동차(센다이 지사 차량) 및 719계 전동차와 동일한 녹색+빨간색+흰색이다. 2006년 11월부터 2007년 10월까지 2량 편성 39개(총 78량)가 도입되어, 2007년 2월부터 도호쿠 본선을 시작으로 순차적으로 영업 운행을 개시하였다.

기존 국철 시대 전동차는 2도어였기 때문에 출퇴근 시간 승하차에 시간이 오래 걸려 열차 지연이 자주 발생했으나, 3도어인 E721계 0번대 투입으로 승하차가 원활해져 열차 지연 방지에 기여했다. 또한, 701계에서 채택되었던 올 롱시트 구조 대신 세미 크로스 시트를 채택하여 낮 시간대 착석률과 거주성을 확보하였다.

2010년에는 2량 편성 5개(총 10량)가 추가 도입되어 그 해 10월부터 701계와 공통 운용 및 1인 승무를 실시하고 있다.

2011년 동일본 대지진 당시 조반선 신치 역에 정차 중이던 P1, P19 편성이 해일에 휩쓸려 대파되어 폐차되었다.

차량 형식은 다음과 같다.

쿠모하 E721형에는 싱글 암 팬터그래프가 1개 설치되어 있으며, 쿠하 E720형에는 화장실이 설치되어 있다.

E721계 0번대의 편성별 제조 및 이력 정보는 다음과 같다.

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📌 열 고정 해제

편성번호	제조사	인도일	퇴역일
P-1	가와사키 중공업	2006년 11월 28일	2011년 3월 12일
P-2		2007년 1월 17일
P-3
P-4
P-5	도큐 차량 제조	2006년 12월 18일
P-6
P-7	가와사키 중공업	2007년 1월 15일
P-8		2007년 2월 6일
P-9
P-10		2007년 2월 23일
P-11
P-12	도큐 차량	2007년 1월 15일
P-13
P-14	가와사키 중공업	2007년 2월 28일
P-15
P-16		2007년 3월 8일
P-17
P-18		2007년 3월 23일
P-19		2007년 3월 23일	2011년 3월 12일
P-20		2007년 3월 23일
P-21
P-22		2007년 4월 17일
P-23
P-24		2007년 4월 27일
P-25
P-26
P-27
P-28		2007년 5월 31일
P-29
P-30
P-31
P-32		2007년 7월 6일
P-33
P-34	도큐 차량	2007년 8월 30일
P-35
P-36		2007년 9월 26일
P-37
P-38	가와사키 중공업	2007년 11월 2일
P-39
P-40		2010년 9월 13일
P-41
P-42
P-43
P-44

3.2. 500번대

센다이 공항철도 센다이 공항선(나토리역 - 센다이 공항역)과의 직통운행 전용 차량으로 2량 편성 4개, 총 8량이 존재한다. 공항 접근을 담당하기 위해 대형 수하물 보관소가 설치되어 있는 것이 특징이며, 1인 승무 장비와 홈 감시 모니터 등 센다이 공항선을 운행할 때 특유의 설비를 탑재하여 차량 번호가 500번대로 구분된다. 제1편성은 2006년 2월에 도큐 차량 제조에서 완성되었고, 그 해 9월부터 10월까지 제2 - 제4편성이 가와사키 중공업에서 제조되었다.

센다이 공항선의 개업일인 2007년 3월 18일부터 영업 운행을 시작했다. 영업 운행 개시는 0번대가 앞섰지만, 차량이 완성된 것은 500번대가 첫 번째이다. 초기에는 1인 승무 운행 시 행선 표시기에 열차의 행선만 표시했으나, 나중에 '1인 승무'를 함께 표시하도록 변경되었다.

500번대는 0번대와 달리 동일본 여객철도 센다이 지사의 상징색인 녹색과 하늘을 떠올리는 파란색 장식대를 차체에 둘렀다. 좌석 표지는 0번대와 마찬가지로 파란색을 기본으로 했다. 또한, 발차 멜로디(Water Crown)를 차량 외부 스피커로 방송할 수 있다.(0번대의 1인 승무 편성 발차 멜로디도 Water Crown이다.)



KuMoHa 차량에는 PS109 싱글 암 팬터그래프가 1개 있다. KuHa 차량에는 화장실이 있다.

E721-500계 전동차의 반입은 다음과 같다.

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📌 열 고정 해제

편성 번호	제조사	반입일
P-501	가와사키 중공업	2006년 2월 17일
P-502		2006년 9월 30일
P-503
P-504	도큐 차량	2006년 10월 25일

3.3. 1000번대

2016년 가을부터 센다이 지역에서 운용되는 719계 0번대를 대체하기 위해 도입되었다. 0번대를 바탕으로 일부 변경이 이루어졌으며, E721계에서는 처음으로 4량 고정 편성이 되었다. 내부는 LED 조명을 채용하였고, 차체 장식띠 색상은 0번대의 빨간색 대신 "사쿠라 색"을 사용하였다. 전 차량 센다이 차량 센터에 소속될 예정으로, 총 4량 19편성(76량)이 도입될 예정이다.

19개의 4량 편성 E721-1000계 전동차(P4-1 ~ P4-19)는 2량의 전동차("M")와 2량의 무동력 부수차("T")로 구성된다.

* 2량의 전동차(KuMoHa, MoHa)는 각각 1개의 PS109 싱글암 팬터그래프를 갖추고 있다.
* KuHa형에는 화장실이 있다.

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제조는 J-TREC에서 담당하였다.

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📌 열 고정 해제

편성 번호	인도일
P4-1	2016년 10월 21일
P4-2	2016년 10월 26일
P4-3	2016년 11월 11일
P4-4	2016년 11월 16일
P4-5	2016년 11월 28일
P4-6	2016년 12월 1일
P4-7	2016년 12월 6일
P4-8	2016년 12월 14일
P4-9	2016년 12월 27일
P4-10	2016년 12월 26일
P4-11
P4-12
P4-13
P4-14
P4-15
P4-16
P4-17
P4-18
P4-19

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📌 열 고정 해제

편성 번호	쿠하 E720	모하 E721	사하 E721	쿠모하 E721	제조	낙성일	비고
P4-1	1001	1001	1001	1001	요코하마	2016년 10월 21일
P4-2	1002	1002	1002	1002		2016년 10월 26일
P4-3	1003	1003	1003	1003		2016년 11월 11일
P4-4	1004	1004	1004	1004		2016년 11월 16일
P4-5	1005	1005	1005	1005		2016년 11월 28일
P4-6	1006	1006	1006	1006		2016년 12월 1일
P4-7	1007	1007	1007	1007		2016년 12월 6일
P4-8	1008	1008	1008	1008		2016년 12월 14일
P4-9	1009	1009	1009	1009		2016년 12월 27일
P4-10	1010	1010	1010	1010		2016년 12월 26일
P4-11	1011	1011	1011	1011		2017년 1월 16일
P4-12	1012	1012	1012	1012		2017년 1월 19일
P4-13	1013	1013	1013	1013		2017년 1월 27일	사하 E721-1013은 선로 설비 모니터링 장치 탑재 차량
P4-14	1014	1014	1014	1014		2017년 2월 10일	사하 E721-1014는 선로 설비 모니터링 장치 탑재 차량
P4-15	1015	1015	1015	1015			사하 E721-1015는 선로 설비 모니터링 장치 탑재 차량
P4-16	1016	1016	1016	1016			사하 E721-1016는 선로 설비 모니터링 장치 탑재 차량
P4-17	1017	1017	1017	1017		2017년 2월 17일	사하 E721-1017는 선로 설비 모니터링 장치 탑재 차량
P4-18	1018	1018	1018	1018		2017년 3월 1일	사하 E721-1018는 선로 설비 모니터링 장치 탑재 차량
P4-19	1019	1019	1019	1019		2017년 3월 22일

3.4. SAT721계 전동차

센다이 공항철도의 자체 발주 차량으로, 2006년 11월에 2량 편성 3개, 총 6량이 가와사키 중공업에서 제조되었다. 센다이 방면은 제어 전동차 SAT721형, 센다이 공항 방면은 제어차 SAT720형이며, 차량 번호는 100번대(101 - 103)가 부여되어 있다. 편성 번호는 SAxxx(차량 번호)이다.

2007년 3월 18일 센다이 공항 액세스선 개업과 동시에 영업 운전을 시작했다.

외부 도색은 정면의 운전대 주변과 측면의 상하에 심볼 컬러인 클리어 블루, 정면과 측면 하부에 오렌지색의 가는 띠를 두르고 있다. 좌석은 진달래색(아잘레아 퍼플)을 기조로 한 배색이며, JR 차량 등과는 달리 크로스 시트의 등받이 윗부분은 인조 피혁이 아닌 좌면과 같은 모켓으로 덮여 있다. 보안 장치, 운전 장치 등 다른 사양은 E721계 500번대와 동일하다.

차량 관리 업무는 JR 동일본에 위탁되어 센다이 차량 센터에 소속되어 있다. E721계 500번대와 공통 운용되며, 병결 운용도 한다.

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2량 편성의 SAT721계 전동차는 다음과 같이 구성된다.



KuMoHa 차량에는 PS109 싱글 암 팬터그래프가 1개 장착되어 있다. KuHa 차량에는 화장실이 있다.

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📌 열 고정 해제

편성 번호	SAT720 (Tc)	SAT721 (Mc)	제조	낙성일	비고
SA101	101	101	가와사키 중공업	2006년 11월 20일
SA102	102	102
SA103	103	103

3.5. 아오이모리 703계 전동차

아오이모리 철도가 E721계를 기반으로 신조 도입한 차량으로, 2013년에 2량 편성 2편성이 종합 차량 제작소 요코하마 사업소에서 제작되었다. 형식은 아오모리 방면이 제어 전동차인 아오이모리 703형, 메토키 방면이 제어차인 아오이모리 702형으로 되어 있다. 편성 번호는 설정되어 있지 않지만, 차량 번호는 아오이모리 701계와 중복되지 않는 11, 12로 되어 있다. 형식은 701계 다음인 703계로 명명되었지만, 형식 "703"은 JR 그룹에는 존재하지 않는다.

아오이모리 철도에서는 2002년 잠정 개업 시 및 2010년 전선 개업 시에 JR에서 701계 1000번대의 양도차, 그리고 701계 1500번대를 기반으로 한 신조차를 투입하여 아오이모리 701계로 운용했지만, 쓰쓰이역 개업으로 인한 이용객 증가가 예상되었고, 축제 기간의 대응과 동계의 두꺼운 옷차림에 대한 대책으로 수송력 증강이 요구되었다. 한편 JR에서 양도 가능한 중고 차량이 없었기 때문에, 잠정 개업 시에 신제작한 아오이모리 701계 100번대 이후 11년 만의 신조 차량으로 도입되었다.

차체 및 주행 장치는 E721계와 같지만, 선두차 상부의 전조등이 본 형식 이후 HID에서 LED(발광 다이오드)를 사용한 것으로 변경되었다. 운전 설비는 0번대에 준한 운임 차내 수수형의 원맨 사양으로 되어 있다.

외장은 동사에서 운전되고 있는 아오이모리 701계에 준하여, 하늘색을 기조로 동사의 이미지 캐릭터인 "모리"가 장식되어 있지만, 분홍색 "모리"가 1량에 1곳 추가되어 있다.

차내 설비·내장·좌석 배치도 E721계와 같지만, 객실과 승무원실 통로부의 단차에는 슬로프가 설치되어 있다.
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2013년 10월에 2편성의 도입 계획이 밝혀졌고, 2013년 11월 26일부터 27일에 걸쳐 종합 차량 제작소 요코하마 사업소에서 갑종 수송되어, 쓰쓰이역이 개업한 2014년 3월 15일 다이어 개정부터 영업 운전을 시작했다.

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📌 열 고정 해제

편성 번호	아오이모리 702	아오이모리 703	제조	완성일	비고
-	11	11	요코하마	2013년 12월 4일
-	12	12

3.6. AB900계

아부쿠마 급행 AB900계 전동차는 JR 동일본의 E721-500계 및 SAT721계를 기반으로 개발되었다. 2량 편성으로, 쓰키기 방면은 제어 전동차 AB901형, 후쿠시마 방면은 제어 부수차 AB900형이다. 형식명은 '아부큐'라는 아부쿠마 급행의 애칭에서 유래했다.

1988년 전 노선 개통 이후 사용해 온 8100계 전동차를 대체하기 위해 도입되었다. 2018년 7월 1일, 후쿠시마 민유 신문 및 "아부큐 전 노선 개업 30주년 대감사 축제"에서 형식명과 차량 형태가 공식 발표되었다.

차체에는 연선 지자체의 자연과 꽃을 주제로 한 색상이 적용되었다. AB-1 편성은 엷은 남색, AB-2 편성은 녹색, AB-3 편성은 황색, AB-4 편성은 복숭아색, AB-5 편성은 주황색, AB-6 편성은 적색, AB-7 편성은 녹색이다.

차내 좌석은 후쿠시마 방면은 꽃의 왕국을 상징하는 난색 계열, 쓰키기 방면은 모리의 도시를 상징하는 녹색 계열로 구분된다.

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모든 편성은 J-TREC에서 제작되었다.

4. 디자인 및 기술적 특징

동일본 여객철도 E721계 전동차는 센다이 지사에서 운용하던 기존 재래선 전동차를 교체하고 센다이 공항 액세스선에 투입하기 위해 개발되었다. 센다이 지역의 저상 플랫폼에 맞추어 차량 바닥을 낮추고 차체 구조를 새롭게 설계했으며, 원맨 운전을 고려하여 관련 기기를 설치하거나 설치 준비 공사를 진행했다.

2016년부터는 센다이 지역의 719계를 대체하기 위해 1000번대 차량이 추가로 제작되었다. 2014년에는 아오이모리 철도가 수송력 증강을 위해 E721계를 기반으로 한 아오이모리 703계를, 2019년에는 아부쿠마 급행이 노후 차량 교체를 위해 AB900계를 각각 도입했다.

차량 제조는 0·500번대 대부분과 SAT721계 전 차량은 가와사키 중공업이, 0·500번대 일부는 도큐 차량 제조가, 1000번대와 아오이모리 703계 및 AB900계는 종합 차량 제작소가 각각 담당했다. 0·500번대와 SAT721계는 철도우호회로부터 2008년도 로렐상을 수상했다.

이후 본문에서는 먼저 제조된 500번대 P-501편성을 선행차, 이후 차량을 양산차로 구분하여 설명한다. 특별한 언급이 없는 한, 모든 차량에 공통적인 사항을 기술하며, 번대별 차이점은 이후에 별도로 설명한다.

4.1. 차체

E721계 전동차는 배리어 프리(장애인, 노약자 등 사회적 약자들이 생활하기에 불편함이 없도록 하는 것)를 위해 차체 구조 등을 기존 차량보다 세심하게 개선하여 제작되었다. 가장 큰 특징은 열차 바닥을 낮춰 승강장과의 단차를 줄인 것이다. 바닥 아래 기기들을 소형화하고, 기존 차량보다 50mm 낮은 지름 810mm의 차륜을 사용하여 객실 바닥 높이를 950mm로 낮췄다. 이로 인해 승강장과의 단차가 190mm(760mm 승강장의 경우) 또는 30mm(920mm 승강장의 경우)로 줄어들어, 기존 차량에 비해 승차가 편리해졌다. 기존 차량은 승강장보다 바닥이 20cm 이상 높아 계단이 필요했지만, E721계 전동차는 계단을 없앴다. 또한, 문틀을 연장하여 차량과 승강장 사이의 틈도 줄였다. 다만, 승무원실 바닥은 기존 차량과 동일한 높이여서 객실과 단차가 발생하는데, 이를 위해 노란색 점자를 설치하여 주의를 환기시켰다.

승객용 출입문 개폐 버튼은 기존 차량보다 낮은 위치에 설치하여 편리성을 높였다. 또한, 객실 문이 닫힐 때 승객이나 수하물이 끼이는 것을 방지하기 위해, 문이 10cm 정도 열린 상태에서 닫힘 동작이 일시 정지하고 문 고정을 해제하는 장치를 채택했다. 출입문에는 차임벨이 달려 있어, 문이 열릴 때는 1회, 닫힐 때는 2회 울린다.

차체는 경량 스테인리스 재질로 만들어졌으며, 혼잡을 완화하고 더 많은 승객이 앉을 수 있도록 한쪽에 3개의 문을 갖춘 확장형 차체를 채택했다. 차체 형태는 건축 한계를 고려하여 하단 좁아짐의 시작점을 높였다. 제조사에 따라 제작 공법이 다른데, 가와사키 중공업에서 제조한 차량은 측면에 레이저 용접을 사용했다. 또한, 차체 강도를 확보하기 위해 측면 강체와 지붕 강체의 주요 기둥 위치를 맞추는 '링 구조'를 채택했다.

저상화를 위해 대차의 가로대 높이를 표준 150mm에서 130mm로 축소했다. 객실 바닥면 높이는 950mm(701계 대비 180mm 낮아짐)로, 승강장과의 단차가 30mm(920mm 승강장의 경우) 또는 190mm(760mm 승강장의 경우)로 줄어들었다. 이로 인해 기존 차량에 있던 승강구 계단이 없어졌고, 출입구 문턱을 연장하여 차량과 승강장 사이 틈새도 줄였다. 문의 창문 배치는 2량 편성을 기준으로 설정되었으며, 1000번대에 있는 중간차량도 이에 맞춰 좌우 비대칭으로 되어 있다. 바닥면을 낮추면서 지붕 높이도 70mm 낮아졌지만, 지붕 위 점검대와 높이를 맞추기 위해 보드(런보드)를 설치했다.

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전면 디자인은 "701계 등 센다이 지역의 기존 차량 이미지에서 벗어나 참신하면서도 친근한 느낌을 주는 디자인"을 목표로 했다. 선두부는 두께 70mm의 FRP 재질이며, 관통문이 설치되어 연결 운행 시 덮개를 사용하여 연결할 수 있다. 등화류는 지상에서의 시인성을 높이고 눈이 쌓이는 것을 방지하기 위해 전면 상부 유리 안쪽에 배치했다. 전조등은 HID(1000번대·아오이모리 703계는 LED 2연), 미등은 LED이며, 모두 가로로 나란히 좌우 전면 창 상부에 설치된다. 전면 유리에는 열선이 들어가 있다. 전면 하부의 스커트는 눈을 제거하기 쉽도록 틈새가 적고 폭이 넓다. 차 외부 행선 표시기는 16도트 고휘도 3색 그래픽 LED식으로, 측면은 차체 중앙부에 각 차량 1곳, 선두부는 관통문 상부에 설치하여 목적지 외에 1인 승무 및 쾌속 운행 시 종별 등도 표시한다. 차내 수납식 1인 승무를 하는 차량에는 출입구 옆에 출입구 표시기가 설치되어 있으며, 1000번대를 제외한 비대응 차량도 설치 준비 공사가 진행되고 있다.

측면에는 2곳에 스피커가 설치되어 차 밖으로 안내 방송 및 승강 촉진용 발차 멜로디를 방송할 수 있다. JR 소속 차량과 SAT721계는 도요 미디어 링크스 제작의 'Water Crown', 아오이모리 703계는 후쿠시마 나오야 작곡의 '아오이모리의 판타지', AB900계는 같은 후쿠시마 작곡의 'Pastoral·빛'·'Pastoral·바람'을 사용한다.

편성 단위로 분할·병합을 쉽게 하기 위해 Mc차, Tc'차의 앞부분에 자동 해정 장치와 2단식 전기 연결기를 갖춘 밀착 연결기를 장착하고, 나머지는 반영구 연결기로 되어 있다. 1000번대의 Tc'차 뒤쪽, T차 앞쪽의 반영구 연결기는 충격을 흡수하는 소성 변형 타입의 완충 기능을 갖춰 충돌 시 충격이 전달되기 어려운 구조로 되어 있다.

701계와의 연결 운행은 전기 연결기 접점에서 자동으로 감지한다(701계와 연결 시에는 상단만 사용).
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4.2. 주요 기기

E721계 전동차의 주요 기기는 다음과 같다.

Mc차(쿠모하 E721형)에는 주변압기, 주변환 장치, 집전 장치 등 주회로 기기를 탑재하고, T차(쿠하 E720형)에는 공기 압축기, 보조 전원 장치 등 보조 기기류를 탑재한다.

주변환 장치는 미쓰비시 전기 CI14형이다. IGBT 소자를 사용한 3레벨 컨버터+2레벨 인버터로 구성되어 있으며, 주변환 장치 1기에서 4기의 주전동기를 제어하는 1C4M 방식이다. 701계 전동차와 협조 운전이 가능하다.

본 계열은 2종류의 성능 모드를 가지고 있다. 본 계열 단독 운행의 경우 기동 가속도 2.2km/h/s, 최고 운행 속도 120km/h에 대응한다. 701계와 병결시에는 701계에 맞춘 성능으로 최고 운행 속도는 110km/h로 억제된다.

보조 전원 장치는 IGBT 소자를 사용한 후지 전기의 정지형 인버터 SC84를 탑재했다. 주회로부 및 제어 각부를 완전히 이중화한 대기 이중 시스템을 채용하여 용량 여유를 확보했다. 정격 용량은 4.5kVA(교류 50Hz), 12kW(직류)이다.

공기 압축기는 스크루식인 MH1112-C1600MF형을 2기 탑재했다. 1기당 용량은 1,600L/min이다.

보안 장치는 ATS-Ps를 탑재한다.

주행 기기는 이중계 구조로 한쪽이 고장나도 양호한 기기로 전환하여 가급적 운행이 가능하도록 되어있다.

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대차는 E531계·E233계 전차 홈용 저상 대차 DT71·TR255계를 기반으로, 더욱 저상화에 대응하기 위해 축량식 볼스터리스 대차인 DT72형 동력 대차와 TR256형 부수 대차를 사용한다. 아오이모리 703계는 동형의 TS-1037형 동력 대차·TS-1038형 부수 대차, 1000번대는 소폭 개량을 위해 DT72A형 동력 대차, TR256A형 및 동 B형 부수 대차로 구분된다. 차륜은 일반적인 일본 재래선 차량의 표준보다 50mm 작은 직경 810mm를 채용하여 차량의 바닥 높이를 대폭 낮추었다. 동력 대차는 기어 장치도 소형화하여 대형 기어를 소형화했다. 기어비는 1:5.93이다. 각 축의 축상자 끝단에는 축 댐퍼를 장착하고, 견인 장치는 1본 링크 방식이다. 선두 대차는 증점착 장치를 탑재한다. 동력차에는 MT76형 농형 삼상 유도 전동기를 1대차당 2기 탑재한다.

선두 대차에는 제설 장치가 장착되어 있으며, 공전·활주 방지를 위해 세라믹 분사 장치를 0·500번대·SAT721계·아오이모리 703계에서는 Mc차의 제1축과 제4축, Tc'차의 제1축에, 1000번대에서는 Mc차의 전위측, M차의 후위측 동력 대차에 장착하고 있다. 기초 브레이크는 동력 대차가 편압식 답면 브레이크, 부수 대차가 편압식 답면 브레이크와 1축 1매의 디스크 브레이크를 병용한다.

브레이크 방식은 회생 브레이크 병용 전기 지령식 공기 브레이크로 하고, 회생 브레이크는 T차 지연 제어를 한다. 별도로 직통 예비, 억속, 내설 브레이크를 갖춘다. 또한, 대차 단위의 활주 방지 장치를 설치하여 활주를 감지한 경우 해당 대차의 브레이크력을 일시적으로 약화시키고 재점착을 촉진한다.

주 변환 장치는 미쓰비시 전기제 CI14이다. IPM (소자 보호 기능 부착 IGBT ) 소자에 의한 3레벨 PWM 컨버터 + 2레벨 인버터로 구성되어 있으며, 주 변환 장치 1기로 1대차 (2기의 주 전동기)를 제어하는 1C2M 방식이며, 1대차분의 회로를 개방한 상태에서도 최대 경사에서 기동 가능한 성능을 확보하고 있다.

보조 전원 장치는 IGBT 소자를 사용한 후지 전기 시스템즈(2011년 4월부터 후지 전기로 통합)제 정지형 인버터 (SIV) SC84를 탑재한다. 주 회로부 및 제어부 각각을 완전히 이중화한 대기 이중 계통 시스템을 채용하여 중복성을 확보했다. 정격 용량은 4.5kVA (단상 교류 100V, 50Hz), 12kW (직류 100V)이다.

공기 압축기는 스크류 방식의 MH1112-C1600MF를 편성당 2기 탑재한다. 1기당 용량은 1,600L/min이다. 통상 1대를 교대로 사용하지만, 축압 불량을 브레이크 제어 장치가 감지한 경우 자동으로 다른 쪽으로 전환된다.

집전 장치는 PS108형을 베이스로 주 프레임 조립 재질을 스테인리스로 변경, 착설 방지를 위해 원형 파이프화한 싱글 암형 팬터그래프 PS109를 Mc차, M차의 후위 쪽에 1기 탑재한다. 접는 높이를 4,100mm로 함으로써 센잔선에도 주행 가능하게 하고 있다.

냉방 장치는 지붕 위에 집중형 AU730-G2형 (48.84kW ≒ 42,000kcal/h)를 설치하고 있으며, 냉매에는 오존 파괴 계수 0의 신냉매 (R407C)를 사용하고 있다. 난방 장치는 시즈선 히터를 크로스 시트 하부, 롱 시트 다리 정면에 설치하고 있다. 승차율과 차내·차외의 온도를 감지하여 설정 기준 온도와 풍량을 자동 보정하는 기능이 갖춰져 있다.

모니터 장치로서 MON16형을 탑재한다. 701계의 모니터 장치 IES23형과의 읽기 변환 장치가 설치되어 있어 병결 시에도 양 차량 간에 장치의 동작 상황을 감시 및 제어가 가능하다. 운전 상황 기록 기능도 갖는다.

보안 장치는 모두 ATS-Ps를 탑재한다. 이중 계통으로 되어 있으며, 701계와의 병결 시에는 감속도의 차이로 인해 속도 조사 패턴을 동계열과 같은 조사 패턴으로 전환하는 기능이 탑재되어 있다.

형식은 다음과 같다. 전동차와 부수차로 2량씩 유닛을 구성한다.

* 제어 전동차 쿠모하E721형(Mc, SAT721형, 아오이모리 703형, AB901형)
* 제어차 쿠하E720형(Tc', SAT720형, 아오이모리 702형, AB900형)
* 전동차 모하E721형(M)
* 부수차 사하E720형(T)

Mc·M차에는 주 변압기, 주 변환 장치, 집전 장치 등 주 회로 기기를, Tc'·T차에는 공기 압축기, 보조 전원 장치 등 보조 기기를 탑재한다.

M차와 T차는 1000번대에만 존재하며, 0번대의 Mc차와 Tc'차에서 운전대와 화장실이 있던 부분을 객실로 변경한 구조이다.

2량 편성의 경우 도호쿠 본선상에서 모리오카 방면부터 Mc+Tc'의 2량, 4량 편성의 경우 Mc+T+M+Tc'차의 4량으로 기본 편성을 구성하며, 최대 8량 편성까지 조성이 가능하다.

4.3. 실내 설비

E721계 전동차는 배리어 프리를 고려하여 차체 구조 등을 기존 차량보다 개선했다. 바닥 밑 기기를 소형화하고 지름 810mm의 차륜을 채용하여 객실 바닥 높이를 950mm로 낮췄다. 이로 인해 승강구의 스텝이 없어지고, 차량과 홈 사이의 틈도 줄었다. 승무원실 바닥은 기존 차량과 같은 높이로, 객실과의 단차 주의를 위해 노란색 점자가 설치되어 있다.

승객용 출입문 개폐 버튼 위치는 기존보다 낮아졌다. 객실 문이 닫힐 때 승객이나 수하물이 끼이는 것을 방지하기 위해, 문이 10cm 정도 열린 상태에서 일시 정지 후 닫히는 기능이 채용되었다. 출입문에는 차임벨이 달려 있어, 문이 열릴 때는 1회, 닫힐 때는 2회 울린다.

좌석은 세미 크로스시트 배치이다. 출입문 사이에는 박스식 크로스시트가, 그 외에는 롱시트가 배치되어 있다. 박스식 크로스시트 좌석 간격은 1,585mm, 롱시트 부분의 1인분 좌석 폭은 460mm로 기존보다 넓어졌다.

0번대의 내장은 E233계에 준하여 우선석 부분의 바닥재가 자주색과 회색 투톤 컬러, 손잡이가 주황색으로 되어 있다. 공조 기기에는 승차율이나 차내외 온도를 감지하여 온도와 풍량을 자동 보정하는 기능이 있다. 화장실은 전동 휠체어 이용이 가능하도록 넓게 만들어졌으며, 쓰레기통은 설치되지 않았다.

자동 방송 장치는 일본어와 영어 2개 국어에 대응하며, 1인 승무와 차장 승무 모두 자동으로 안내 방송이 나온다. 차량 외부의 행선 표시기는 LED식으로 목적지만 표시한다.

향후 1인 승무를 위해 정리권 발권기와 출입구 표시기 준비 공사가 이루어졌다. 500번대와 SAT721계 전동차에는 센다이 공항선 1인 승무를 위해 운전대에 출입문 개폐 스위치가 설치되었으나, 운임 수수는 역에서 이루어지므로 정리권 발권기와 출입구 표시기는 준비 상태로 남아 있다.

2010년 10월에 추가된 5편성에는 1인 승무를 위한 정리권 발권기, 운임함, 출입구 표시기, 액정 디스플레이식 운임 표시기가 설치되었다. 701계와의 연결 운행도 이루어진다.

실내 설비에 대한 요약은 다음과 같다.

5. 운용 현황

E721계는 기본적으로 2량 편성 또는 4량 편성으로 운용되며, 최대 6량 편성까지 가능하다. 701계와 병결 운행이 가능하며, 719계와는 구원 운행이 가능하다.

0번대, 500번대, SAT721계는 센다이 차량센터에, 아오이모리 철도 703계는 아오이모리 철도 운수관리소에, 아부쿠마 급행 AB900계는 랴가와 차량기지에 배치되어 있다.

500번대와 SAT721계는 공통으로 운용되며, 상호 연결 운행도 이루어진다. 0번대 일부 편성은 1인 승무 운전에 대응하며, 일부는 1인 승무 비대응 편성과 혼결 운용되기도 한다.

2011년 3월 11일 2011년 도호쿠 지방 태평양 해역 지진으로 인해 P-1 및 P-19 편성이 신치역에서 탈선하여 대파, 전손 처리되어 폐차되었다.
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임시 열차로 센다이 공항선에 입선한 사례가 있으며, 승무원 훈련을 위해 모리오카 차량센터까지 입선하기도 했다. 동일본 대지진 당시에는 도호쿠 신칸센 대체 임시 열차로 도호쿠 본선 (나토리역 - 후쿠시마)에 입선했고, 500번대 전체 차량을 연결한 8량 편성으로 운행되기도 했다.

5.1. 노선

E721계는 센다이 지사에서 운용되는 재래선 전동차의 차량 갱신과 센다이 공항 액세스선에서의 운용을 목적으로 개발되었다. 2016년부터는 센다이 지역의 719계 대체용으로 1000번대가 추가 제작되었다.

2019년 9월 1일 현재, JR동일본·센다이 공항 철도 소속 차량은 센다이 차량센터에, 아오이모리 철도의 아오이모리 703계는 동사의 운수 관리소에, 아부쿠마 급행의 AB900계는 랴가와 차량기지에 배치되어 있다.

운용 범위

* E721계 0번대·1000번대
* 도호쿠 본선: 신시라카와역 - 이치노세키역, 이와키리역 - 리후역
* 조반 선: 하라노마치역 - 이와누마역
* 센잔선·오우 본선: 센다이역 - 우젠치토세역 - 야마가타역
* 반에쓰사이선: 고리야마역 - 아이즈와카마쓰역
* 0번대 중 일부는 701계와 공통 운용되며, 나머지는 독자 운용된다. 2010년 10월 20일부터 701계와 병결 운전이 이루어지고 있다.
* E721계 500번대·SAT721계
* 도호쿠 본선·센다이 공항선(센다이 공항 액세스선): 센다이역 - 나토리역 - 센다이 공항역
* 아오이모리 703계
* 아오이모리 철도선: 산노헤역 - 아오모리역
* AB900계
* 아부쿠마 급행선·도호쿠 본선: 후쿠시마역 - 쓰키노기역 - 센다이역

5.2. 편성

E721계는 JR 동일본 센다이 지사에서 운용하는 재래선 전동차로, 기존 차량 갱신과 센다이 공항 억세스선 운용을 위해 개발되었다. 2016년부터는 719계를 대체하기 위해 1000번대가 추가 제작되었다.

본 계열은 모든 차량이 센다이 차량센터에 배치되어 있다. 4편성 8량까지 연결 가능하지만, 통상적인 영업 운행에서는 최대 6량 편성이 연결된다.

2010년 10월 20일부터 701계와의 병결 운행이 시작되었다.

2015년 10월 1일 기준 편성 현황은 다음과 같다.

* 1개의 전동차(Mc)와 1개의 부수차(Tc')로 구성된다.
* 2량 편성의 경우 도호쿠 본선상에서 모리오카 방면부터 Mc+Tc' 2량으로, 4량 편성의 경우 Mc+T+M+Tc' 4량으로 기본 편성을 구성하며, 최대 8량 편성까지 조성이 가능하다.

형식은 다음과 같다.

* 제어 전동차 쿠모하E721형(Mc, SAT721형)
* 제어차 쿠하E720형(Tc', SAT720형)
* 전동차 모하E721형(M)
* 부수차 사하E720형(T)

Mc, M차에는 주변압기, 주 변환 장치, 집전 장치 등의 주 회로 기기를, Tc', T차에는 공기 압축기, 보조 전원 장치 등의 보조 기기를 탑재한다.

M차와 T차는 1000번대에만 존재하며, 0번대의 Mc차와 Tc'차에서 운전대와 화장실이 있던 부분을 객실로 변경한 구조이다.

6. 사회적 영향 및 평가

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