Vůbec první elektrické jednotky řady M475.1 a M475.2 začali jezdit u Československých státních drah v roce 1964. Byla to skutečně první elektrická jednotka pro provoz na stejnosměrných tratích v tehdejším Československu. ČSD tehdy odebralo dvě dodávky ze sérií z let 1964 až 1968 a z obnovených dodávek 1972 až 1973.
Elektrická jednotka se kterou vyrůstala řada generací od poloviny šedesátých let, je dnes prakticky vytlačována novými elektrickými jednotkami od firmy Škoda. Žabotlam, tak zněla z univerzálních přezdívek tohoto vozidla díky vzhledu řídících vozů na každém konci této jednotky.
Vývoj a výroba dle zadání socialistického zřízení
Na počátku padesátých let zadalo ministerstvo dopravy Výzkumnému ústavu dopravní a úpravárenské techniky (VÚDÚT) náročný úkol: vytvoření koncepce vozidel u ČSD tehdy nového typu – elektrických jednotek. Důvodem zadání tohoto úkolu se stalo zjištění, že parní a elektrické lokomotivy nejsou pro vedení příměstských vlaků vhodné, a to hned z několika důvodů. Prvním důvodem byly poměrně nízké hodnoty akcelerace a decelerace lokomotivami tažených vlaků, přičemž tyto hodnoty jsou pro osobní zastávkové vlaky důležitější než pro vlaky vyšších kategorií (malé vzdálenosti mezi zastaveními).
Dalším důvodem byla náročná změna směru jízdy vlaku v koncových stanicích. Tyto problémy měly vyřešit právě nové elektrické jednotky, vybavené převodem pro rychlý rozjezd, dobře dimezovanými brzdami a stanovišti strojvedoucího na obou koncích jednotky. Poté, co byla vypracována koncepce elektrických jednotek, byla tato schválena a v roce 1955 následovala první objednávka na výrobu dvou prototypových elektrických jednotek. Výroba započala v roce 1957 ve spolupráci Vagonky Tatra Studénka a Závodů V. I. Lenina (ŠKODY Plzeň), v roce 1959 byla dodána první elektrická jednotka ČSD, po které následovala v roce 1960 druhá jednotka. Jednotkám bylo přiřazeno řadové označení EM 475.0. Přestože prototypy měly k dokonalosti daleko, svůj účel – vytvořit základ pro výrobu sériových elektrických jednotek – splnily dobře.
Po řadě úprav v projektu, provedených během vývoje, výroby i provozu prototypů, byl získán dostatek zkušeností, nutných pro zahájení sériové výroby. Výrobcem mechanické části byla Vagonka Tatra Studénka, zatímco výrobu elektrické části zajišťovaly MEZ Vsetín. První výrobní série, čítající 7 jednotek, byla dokončena v roce 1964. Jednotky dostaly označení EM 475.1 (451). Dalších 12 jednotek následovalo v roce 1965, roku 1966 bylo vyrobeno 14 jednotek, v roce 1967 následovalo dalších 12 jednotek a výrobu ukončila v roce 1968 pátá série, čítající 6 jednotek. Celkem tak bylo dodáno 51 elektrických jednotek řady EM 475.1.
Plánovaná životnost jednotek byla 15 let, tzn. že soupravy měly ukončit provoz v letech 1979-83 v závislosti na roku výroby. Pokrokové řešení, spolehlivost a dobrý stav ale umožnily ponechání v provozním stavu až do dneška. Z důvodu zpožděného vývoje nových elektrických jednotek řady EM 488.0 (460) byla v roce 1969 jako nouzové řešení objednána opětovná výroba jednotek řady EM 475.1. V projektu byla ale provedena řada dílčích úprav. Výroba takto vzniklých jednotek řady EM 475.2 (452) proběhla letech 1972 a 1973 ve dvou výrobních sériích: první 4 jednotky byly dodány v roce 1972 a zbývajících 7 bylo vyrobeno roku 1973.
Provoz jednotek v Československu
Elektrické jednotky řad EM 475.1 (451) a EM 475.2 (452) byly navrženy pro příměstskou frekventovanou dopravu v okolí velkých měst. Na těchto výkonech měly nahradit parní i elektrické lokomotivy s vozy.
Jednotky řady EM 475.1 (451) byly nejprve dodány do Prahy a následně i do Bohumína. Krátce byly deponovány i v Ústí nad Labem. V letech 1967 až 1976 byly jednotky i v RD Košice. Po roce 1976 již byly všechny jednotky soustředěny do Prahy. Důvodem byl značný přepravní růst. Do roku 2003 byly všechny jednotky ve stavu DKV Praha, PJ ONJ (Odstavné nádraží jih). Po tomto datu byly některé jednotky redislokovány do DKV Olomouc, PJ Olomouc. Tento trend by měl pokračovat v souvislosti s příchodem nových jednotek řady 471 do Prahy. Navazující řada EM 475.2 (452) byla v plném počtu dodána do LD Praha Střed, přičemž dnes je řada 452 stejně jako řada 451 deponována v DKV Praha, PJ ONJ.
Počátky provozu jednotek řady EM 475.1 (451) byl spjat s vozbou osobních vlaků na tratích Praha-Kolín-Pardubice a Ostrava-Bohumín-Žilina. Postupně začaly jednotky zajíždět i do Hradce Králové, Chocně a Nymburka, následovalo nasazení této řady na vlaky z Prahy do Lysé nad Labem a Kralup nad Vltavou. Na Slovensko dodané jednotky vozily osobní vlaky v relacích např. Košice-Spišská Nová Ves nebo Košice-Čierna nad Tisou. Později dodaná řada EM 475.2 (452) začala jezdit na trati Praha-Benešov u Prahy. Dnes jsou jednotky řad 451 a 452 nasazovány na tratě Praha-Beroun (šestivozové jednotky), Praha-Kolín, Praha-Kralupy nad Vltavou(-Roudnice nad Labem), Praha-Benešov u Prahy a Praha-Nymburk. Pražské jednotky ve třívozové sestavě byly také donedávna nasazovány na městské dráze Praha Libeň-Roztoky. Olomoucké jednotky, tvořené třemi vozy, slouží na trati Olomouc-Nezamyslice.
Počátky provozu řady EM 475.1 (451) byly charakterizovány značným počtem závad různého charakteru. Problematické byly např. trakční motory nebo hlavní vypínače, závady se ale nevyhýbaly ani mechanické části. Po překonání těchto počátečních problémů se z jednotek řady EM 475.1 (451) stala spolehlivá vozidla. U řady EM 475.2 (452) byla situace lepší již od výroby. Dnes je hlavním problémem těchto vozidel konstrukční zastaralost, neboť počátky vývoje těchto jednotek se datují do doby před více než 50 lety. Dodnes jezdí obě řady spolehlivě, jako problematický se však jeví přechod ze série na sérioparalel dvěma kontroléry ve velké vzdálenosti. Chodové vlastnosti jednotek jsou na dosti špatné úrovni. Navzdory stáří vozidel jsou jejich skříně v poměrně dobrém stavu. Opravy jednotek provádí šumperská společnost Pars nova, a.s.
Jednotky doposud neprošly zásadní modernizací ani rekonstrukcí. Během provozu byly postupně upravovány nevyhovující komponenty apod., což ale vlastnosti vozidel nijak výrazně nezměnilo. Na jednotky jsou např. instalovány nové radiostanice, elektronické rychloměry, bylo modifikováno ovládání dveří atd. Modernizaci většího rozsahu prodělala pouze jednotka 452.003+010, jejíž interiér doznal výrazných změn.
Technický superlativ tehdejší doby
Jednotka se skládá ze dvou čelních trakčních (451, EM 475.1) a dvou vložených vozů (051, N 475.1). Celková kapacita jednotky řady 451 je 680 míst, jednotka řady 452 disponuje 674 místy. Půdorysné členění trakčních vozů směrem od čela ke konci vozu je následující: stanoviště strojvedoucího, přední strojovna, přední nástupní prostor, oddíl pro cestující, zadní nástupní prostor, zvýšený oddíl pro cestující s WC, zadní strojovna. Přední strojovna je chodbou rozdělena na dvě části. V levé části ve směru jízdy se nacházejí vysokonapěťové stykače a pojistky, hlavní kontrolér a transduktory. V pravé části je umístěn kompresor, hlavní vypínač, nízkonapěťové přístroje, pomocný kompresor, ruční pumpa a blok ochran.
Obě části strojovny jsou přístupné i vnějšími dvoukřídlými dveřmi. Nástupní prostory jsou přístupné dvoukřídlými posuvnými dveřmi, které jsou poháněny pneumaticky a řízeny elektricky. Oddíly pro cestující mají uspořádání sedaček 2+2 a jsou elektricky vytápěny. Nad stropem hlavního oddílu jsou umístěny předřadné, rozjezdové a brzdové odpory. Zadní strojovna je rozdělena chodbou na dvě části. Chodba navazuje na přechodový můstek do dalšího vozu soupravy, je tedy přístupná i cestujícím. V levé části zadní strojovny je umístěn zdroj pro palubní síť, transformátor s usměrňovačem a akumulátorové články. V pravé části strojovny se nalézá měničové soustrojí skládající se z hnacího motoru, alternátoru, dynama, čidla otáček a odporníků. Vložené vozy jsou členěny na dva koncové zvýšené oddíly pro cestující s WC umístěným v jednom oddílu, dva nástupní prostory a centrální oddíl pro cestující.
Skříň vozů je ocelová svařovaná samonosná. V předních částech trakčních vozů jsou stanoviště strojvedoucího s unikátním levostranným řízením, přístupné bočními dveřmi z pravé strany. Na předních čelech hnacích vozů jsou automatická spřáhla, vozy nemají nárazníky. Prostřednictvím otočných čepů je rám skříně spřažen se dvěma dvounápravovými hnacími podvozky pensylvánského typu. Dvojkolí jsou vedena dvěma jhy. Odpružení mezi rámem podvozku a jhy (primární vypružení) zajišťují šroubové válcové pružiny, sekundární vypružení je provedeno listovými eliptickými pružnicemi. Dvojkolí se skládají z nápravy a dvou kol s obručemi a litými výplněmi. Síly mezi podvozky a skříní přenášejí ploché torny. V každém hnacím podvozku jsou tlapově uloženy dva trakční motory, pohánějící dvojkolí čelním ozubeným převodem. Konstrukce skříní a podvozků je u vozů 451 a 051 (resp. 452 a 052) principiálně shodná, vložené vozy mají samozřejmě pouze běžné podvozky.
Brzdová soustava se skládá z ruční brzdy působící na dvě přilehlá dvojkolí, samočinné tlakové brzdy řízené u vozů do inventárního čísla 076 brzdičem ŠKODA N/O (další stroje byly z výroby vybaveny brzdičem DAKO BS2, který po rekonstruci nahradil původní brzdič ŠKODA N/O i u starších vozů), přímočinné brzdy řízené kohoutovým brzdičem (po rekonstrukci DAKO BP) a elektrodynamické brzdy. Zdrojem stlačeného vzduchu je kompresor Atmos W115/80 (resp. 3 DSK 75 u řady 452) s elektrickým pohonem. V trakčním voze jsou dva hlavní vzduchojemy o celkovém objemu 370 l a tři pomocné vzduchojemy o celkové kapacitě 190 l. Brzdový rozváděč je typu DAKO CV1 20″. Hnací vůz má dva brzdové válce (pmax = 4 bar) o průměru 14″, brzdové válce vložených vozů mají průměr 10″. Všechna dvojkolí jsou bržděna oboustrannou špalíkovou brzdou.
Elektrický proud z trakčního vedení odebírá na každém hnacím voze jeden dvouramenný sběrač proudu, umístěný v zadní části sřechy. Odporníky jsou spínány na hlavním kontroléru společným motorem s elektropneumatickými ventily. Řízení je poloautomatické, se samočinným řízením rozjezdu, 11 jízdními stupni při sériovém zapojení a 7 při sérioparalelu. Odporníky jsou umístěny na střeše hnacího vozu. Trakční motory jsou stejnosměrné čtyřpólové stroje bez kompenzačního vinutí, konstruované pro zeslabovaní elektromagnetického pole až na hodnotu 40%. V jednom podvozku jsou dva motory zapojeny fixně do série, takto vzniklé dvě motorové skupiny jsou řazeny sériově nebo paralelně (=sérioparalel). Elektrodynamická brzda řízená řídicím kontrolérem je odporová, případně rekuperační (za vhodných podmínek). Řízena je z výroby ve dvou stupních, po rekonstrukci se ale počet brzdových stupňů zvýšil na tři. Z výroby byly instalovány baterie typu NKT 120 o kapacitě 120 Ah, které byly ale nahrazeny bateriemi Saft Ferak 21 x 5 KPM 120 P, eventuálně Hoppecke FNC 100. Palubní síť má napětí 48 V. Jednotky jsou vybaveny vlakovým zabezpečovačem LS II.
