Первый советский магистральный Э. построен в 1932 (совместно Коломенским заводом и московским заводом «Динамо»). В СССР на железных дорогах работают магистральные Э. постоянного тока напряжением 3 кв и Э. однофазного тока промышленной частоты 50 гц напряжением 25 кв. При работе на участках с 2 системами тока иногда используют Э. двойного питания. За рубежом работают Э. на этих же системах тока и напряжения, а также на более старых системах постоянного тока напряжением 1,5 кв и однофазного тока пониженной частоты 162 /3 или 25 гц напряжением 11—16 кв. Для безотцепочной работы с экспрессами на железнных дорогах ряда стран Западной Европы (Франция, Бельгия, ФРГ и др.), имеющих разные системы тока, эксплуатируются пассажирские Э. на 4 системы питания: постоянный ток 1,5 и 3 кв, однофазный ток промышленной частоты 50 гц 25 кв и однофазный ток пониженной частоты 162 /3 гц 15 кв.
Э. состоит из механической части, электрического и пневматического оборудования. К механической части относятся кузов, в котором располагается большая часть оборудования, ходовая (экипажная) часть и автосцепка . Обычно цельнометаллический кузов опирается на 2- или 3-осные тележки. Они состоят из стальных сварных, литых или брусковых рам, в которых размещены колёсные пары с буксами, имеют рессорное подвешивание, тормозную рычажную систему и тяговую передачу. На тележке установлены тяговые электродвигатели. На грузовых Э. применяется наиболее простое по конструкции тяговой передачи опорно-осевое подвешивание тяговых электродвигателей, при котором возникает повышенное воздействие колёсных пар на путь. У скоростных Э., в том числе на разрабатываемых грузовых, рассчитанных на скорости до 120 км/ч и выше, применяют опорно-рамное подвешивание, обеспечивающее меньшее воздействие на путь из-за крепления тяговых электродвигателей на зарессоренной раме тележки. Вращающий момент от электродвигателя на ось колёсной пары при этом передаётся через более сложную тяговую передачу. Иногда применяется передача вращающего момента от тягового двигателя повышенной мощности не на 1, а на 2 или 3 колёсные пары тележки.
К электрическому оборудованию относятся тяговые электродвигатели, как правило, постоянного тока, вспомогательные машины (например, двигатель компрессора), преобразователи напряжения для питания вспомогательных низковольтных приборов, пускорегулирующие и защитные аппараты, токосъёмник и др., а на Э. переменного тока — тяговый трансформатор и выпрямители для питания тяговых электродвигателей. Пневматическое оборудование включает компрессор, резервуары для хранения сжатого воздуха, тормозные приборы и др. Сжатый воздух используется для питания рабочих приводов системы управления и тормозной системы поезда.
Скорость движения Э. регулируют изменением напряжения на тяговых электродвигателях и воздействием на их магнитный поток. На Э. постоянного тока в начале движения все электродвигатели включены последовательно, а затем по мере роста скорости — последовательно-параллельно и далее — параллельно, с включением в каждом случае в цепь двигателей пускового реостата, который в начале имеет максимальное сопротивление, а для плавного набора скорости постепенно выводится. На Э. переменного тока различают системы низковольтного и высоковольтного регулирования напряжения. При низковольтной системе, наиболее распространённой на советских Э., напряжение регулируют изменением числа витков вторичной обмотки тягового (понижающего) трансформатора. При высоковольтной системе, основной за рубежом, в том числе на Э. серии ЧС, меняют число витков со стороны первичной обмотки этого трансформатора. Большинство эксплуатируемых Э. оборудуется устройствами для торможения электрического (реостатного или рекуперативного).
Основные данные наиболее распространённых в СССР магистральных Э. приведены в табл.
Характеристики наиболее распространённых в СССР электровозов (1977)
Серия Система тока Род службы Число колёсных пар Масса, m Мощность двигателей1 , квт Сила тяги, m Максимальная скорость2 , км/ч ВЛ80К ВЛ80Т ВЛ80Р Переменный Однофазный 50 гц, 25 кв Грузовой 8 184 6520 45,1 110 ВЛ60К То же То же 6 138 4450 31,8 100 ЧС4Т » Пассажир- ский 6 126 5100 17,4 160 ЧС4 » То же 6 126 5100 17,4 160 ВЛ10 Постоянный 3 кв Грузовой 8 184 5200 39,5 100 ВЛ8 То же То же 8 180 4200 35,2 100 ВЛ22М » » 6 132 2400 23,9 75 ЧС2Т » Пассажир- ский 6 126 4620 19,4 160 ЧС2 » То же 6 123 4200 16,5 160