200px|thumb|right|JR西日本281系電車のVVVFインバータ部 200px|thumb|right|山積されている使用済みのVVVF装置（東京総合車両センター） 鉄道車両のVVVFインバータ制御（てつどうしゃりょうのブイブイブイエフインバータせいぎょ）では、VVVFインバータ制御により鉄道車両を走行させる主電動機に使用される交流電動機を駆動する速度制御方式について取り上げる。

VVVFは「可変電圧可変周波数」を英語に直訳した語（）の頭文字であり、読みは「ブイブイブイエフ」、もしくは「スリーブイエフ」草思社「全国鉄道事情大研究」大阪都心部・奈良編、「トリプルブイエフ」（ビコムの一部ビデオ作品で呼称）のように呼ばれる。なおVVVFは和製英語であり、英語圏では主にVFD（）、電気車などでは「Traction inverter」などと呼称もしくは記述されることが多い。

直流電化区間で運転される電車の補助電源装置（SIV）については、静止形インバータを参照のこと。

歴史 電気機関車や電車においては主電動機に長らく直流電動機が使用され、速度制御も直並列回路の切り替えや抵抗器の挿入による電圧制御が容易な抵抗制御が多用されていたが、直流電動機は整流子やカーボンブラシなどの消耗品の保守を要していた吉川文夫「特集：VVVFインバータ車両」『鉄道ファン』1991年5月号、p.12。交流電動機ではそれらの保守部品が不要になるものの、当初は鉄道車両の制御への交流電動機採用は模索途上にあった。

1970年代に入るとパワーエレクトロニクスの進展によりサイリスタなど半導体素子の利用で鉄道車両の交流電動機制御が容易になり、電圧と周波数をインバータでパルス幅変調（PWM）により制御するVVVFインバータ制御が鉄道車両の制御装置の分野でも開発・実用化されることとなった。これによりメンテナンスの軽減、省エネルギー、機器類の小型軽量化などが図られている吉川文夫「特集：VVVFインバータ車両」『鉄道ファン』1991年5月号、p.16。

無整流子電動機の試験 1970年代の旧日本国有鉄道（国鉄）では無整流子電動機駆動方式の開発に取り組み、1972年（昭和47年）12月にクモヤ791形交流試験電車を用いて、同期電動機と（サイリスタモーター）とサイクロコンバータを用いての試験が実施されている交友社「鉄道ファン」1986年5月号「国鉄のVVVF車両開発」pp.64 - 66。日立製作所『日立評論』1973年11月号「」。富士電機『富士時報』1974年2月号「」。。

試験にあたっては勾配条件などを考慮して日豊本線の柳ケ浦駅 - 杵築駅間の約30kmの区間で行われた。日立製作所と富士電機の機器が使用され、試験結果は良好であったが機器の大きさや重量面において大きな問題が残された。

なお、ブラシレスモーターは鉄道車両の補助電源装置の電動発電機に採用された。

電流型インバータ車の実用化 西ドイツでは1971年にヘンシェル-BBCにより誘導電動機を駆動する電気式ディーゼル機関車のDE2500が開発され、西ドイツ国鉄（現・ドイツ鉄道）で202形として導入された久保敏・宗行満男「誘導電動機式車両のあゆみ 4」『鉄道ファン』1987年6月号、p.125。ディーゼルエンジンで交流発電機を駆動し、サイリスタ整流器で整流した後にインバータで電流を制御して主電動機の誘導電動機を駆動する方式であった。電圧調整はチョッパ制御で行うためインバータは周波数の制御をするだけでよく、この方式は主にヨーロッパで普及した。

スイスのスイス国鉄（SBB）では荷物輸送用電気機関車のDe4/4形に電圧チョッパ・電流インバータと誘導電動機を試験搭載したBe4/4形が登場し、これが電気機関車で最初のインバータ・誘導電動機駆動車となった。

DE2500やBe4/4形の成果を元に、1979年に西ドイツ国鉄初の誘導電動機駆動の電気機関車として120形が導入された。架線電圧は交流15kV 16 2/3 Hz、整流器とインバータにより1,400 kWの誘導電動機4基を駆動する方式で、出力と牽引力を両立した客貨両用の運用が図られた久保敏・宗行満男「誘導電動機式車両のあゆみ 4」『鉄道ファン』1987年6月号、p.126。この電流形インバータは高速列車ICEでも採用され、1991年に登場した量産車ICE 1でも120形に準じた制御システムが搭載された。

フランスではフランス国鉄が1982年にBB7200形のうち1両を誘導電動機試験車のBB10003形に、1983年には同じくBB7200形のうち1両から同期電動機試験車のBB10004形にそれぞれ改造された。いずれも西ドイツ国鉄の120形と同システムの電流形インバータ車であった。高速列車TGVでも1989年のLGV大西洋線開業用に導入されたTGV Atlantiqueで電磁石同期電動機が採用されたが、後期型では誘導電動機に替わっている。

VVVFインバータ車の導入 世界で初めて営業運転に投入されたVVVFインバータ制御車は、電車ではアメリカ合衆国・クリーブランド地下鉄の空港連絡路線用150形「Airporter」のうち1973年にPWM電圧インバータ車へ改造された3両とされる。しかし故障が多く、改造から3年後には撤去された。

フィンランドのヘルシンキ地下鉄では1977年に導入のM100系で試験、量産された。フィンランド国鉄では1986年に本線・入換兼用の電気式ディーゼル機関車であるDr16形に誘導電動機が試験搭載され、後に量産車も登場している。

機器構成 VVVF制御は、交流電動機（誘導電動機、同期電動機）を可変速駆動するためのインバータの制御技術である。

インバータ装置と電動機 直流電車でVVVFインバータ車を駆動する場合、架線や第三軌条からの直流電源を三相VVVFインバータに入力し、120度ずつ位相をずらしてパルス幅変調（PWM）によるスイッチングで交流電力を得て主電動機を駆動させる。鉄道車両では主にかご形三相誘導電動機が使用される。同期電動機の場合は電磁石同期電動機や永久磁石同期電動機が使用される。

一つのインバータで複数の非同期電動機 (IM)を駆動することが行われているため、制御装置と電動機の関係が#C#Mで表記されている。例えば1つのインバータを持つ制御装置が4つの非同期電動機を駆動する場合、1C4Mとなる。

同期電動機は一つの電動機毎に一つのインバータが必要となるため、個別駆動 (1C1M) のみとなる が、4つのインバータを持ち4つの同期モーターを制御する制御装置も登場しており、これが1C4Mと表記されることもある。なお、非同期モーターの場合であってもインバータで空転再粘着制御が行われているため、粘着利用率だけを見る場合、軸毎に制御できる個別駆動の方が性能的に有利とされる。

スイッチング素子・素材 GTOサイリスタ

電気鉄道の主電動機駆動用のスイッチング素子としては、初期には逆導通サイリスタ(RCT)が用いられていたが、1990年代初頭からはスイッチング素子の駆動回路が簡素化できるGTOサイリスタが用いられるようになった。

JR東日本209系920番台（登場時は901系C編成）では従来の大電流の平型GTOサイリスタに代わり、冷却装置に取付ける際の絶縁を考慮しなくて済む低耐圧モジュール型GTOを使用して、制御装置の諸費用削減や整備性の向上を図った。以後登場した209系量産車にも採用された。

パルス幅変調(PWM) のパルス波形は2レベルがほとんどであったが、黎明期のGTO素子は高耐圧対応の部品が無かったために敢えて3レベルとしたインバータもある。東急6000系電車 (初代)などが該当する。

パワートランジスタ 産業用や家電用のインバータに用いられることが多い素子であるバイポーラトランジスタは、電気鉄道用としては耐圧が不足する（厳密には低損失かつ高耐圧のものが製造できない状況である）ことからほとんど使用されていない。実績を上げると、バイポーラトランジスタの一種であるパワートランジスタを利用した電車として、JR東日本701系電車や901系A編成（後の209系900番台）、JR西日本207系0番台機器更新によりIGBTのものに更新されているが挙げられる。

IGBT

1990年代終盤以降は鉄道車両でもスイッチング速度が速いIGBTが主として用いられている。IGBTの採用により、より正弦波に近い出力が得られ、IGBTを2段直列に接続することで、電圧を2段階で加圧して、2段階のパルス波を発生させることにより、さらにより正弦波に近い出力を得ることができる3レベルインバータが開発され、電力変換器の低損失化や波形ひずみの軽減ができるようになった。また、キャリア周波数を人間にとって耳障りな周波数よりも高い領域にすることでインバータ装置や電動機の低騒音化が実現できるようになった。

SiC-MOSFET 2010年代以降は、従来のケイ素(Si)より高耐圧でかつ高速動作も可能、高温下でも使用でき機器を小型化できる炭化ケイ素(SiC)を一部（ショットキーバリアダイオード）に使用したハイブリッド型ものや、さらにはSiCを全面的に用いたMOSFETが導入されつつある。SiCとはゲルマニウムやシリコンと同じ半導体の素材であって、当然SiC-IGBTなどもあり得る。従ってIGBTなどの半導体素子そのものを指すには不適切であるが、SiCというスイッチング素子があるかのような表現が広く用いられている。

SiC-MOSFETはSi-IGBTに比べゲート - ソース容量が低くなる ことからスイッチング損失が低く省電力である。損失が減って発熱が減ることで、回生ブレーキの使える範囲も広くなる。また、SiC-MOSFETはスイッチング速度が速く、時間当たり多くのオンオフが可能であり、これにより高速域でも高いパルスモードを使うことができ、モーターの高調波損失を低く抑えることが可能となる。

加速時の制御 電気鉄道では交流電圧波形の最大値が架線電圧に達するまでは周波数と電圧を比例させ（VVVF制御領域）、架線電圧に到達後は誘導電動機ではすべりを増やして定出力とし、すべり限界以降はトルクが速度の2乗に反比例する特性が基準になる（CVVF制御領域）。このVVVF制御された出力特性は弱界磁制御を行う直流直巻モータの特性に似せている。静止形インバータ(SIV)はCVCFとされるが、定電圧制御を行うものはVVCFに帰還制御を施したとも言える。

加速時は低速域（一例として40 km/h前後まで）ではトルクを維持し、電圧と周波数を比例させるV/f一定制御を行い、PWMのパルスモードを順次切り替えていく。直流電動機車両における抵抗制御に相当する吉川文夫「特集：VVVFインバータ車両」『鉄道ファン』1991年5月号、p.15。

電圧が最高値に達すると定電圧領域となり、すべり周波数制御を行って磁束を弱める。これは直流電動機車の弱め界磁制御に相当する。速度が上昇して電圧とすべり周波数が最大になると電流を弱め、直流電動機車のフリーラン領域に相当するものとなる。

回生ブレーキ VVVF制御車においても、ブレーキで発生した電力を架線へ返す回生ブレーキが使用可能である。動作時は交流電動機を発電機として停止寸前の5 - 7 km/h前後まで動作させ、停車時や回生失効時は空気ブレーキに移行する。付随車では高速域のブレーキを電動車の回生ブレーキで負担する遅れ込め制御が使用可能である。回生制動時には電力の通過方向が逆になり、実質コンバータとしての機能も持つ。

完全停車まで電気ブレーキを使用する純電気ブレーキも登場している。三菱電機では回転磁界を逆転させる方式、日立製作所では電動機に直流電流を流す方式が採用されている。

主変換装置 現在、電車用の直接形交流電力変換器は大電力の製品が実用化されていないため、交流電化区間に用いられる電車であっても、主変換装置で一旦直流に変換（整流）を行ってから、VVVFインバータを用いる制御（コンバータ・インバータ方式）を行う必要がある。

利点と欠点 利点 従来の抵抗制御やチョッパ制御に比べて、エネルギー使用効率の向上（省エネルギー）が可能。一例として、JR東日本209系電車では、「103系電車に比べ47%の消費電力」と喧伝されている。 回転数の制御が事実上無段階で可能であるため、加速・減速時の衝動を軽減できる。 従来の制御方式と比較して細やかなトルク制御が可能であり、粘着力の向上とそれによる動力軸数の減少、あるいは実効出力の高い交流電動機の使用と相まって加減速性能、更には高速性能の向上が可能である。 したがって、電動車と付随車の比率（MT比）を小さくできるため、電動車1両あたりの製造費用が若干上昇したとしても、編成全体では低価格化が可能である。 電動車比率の低下は、点検作業の容易化にもつながる。 なお実用化初期の段階では変調の度に軽微なトルク変動が発生する事態が多かったため、粘着性能が電機子チョッパ制御より劣るという評価も見られた。実際にこの段階で製造された装置を使用している車両は、降雨時などに空転・滑走が起きやすい。 実際の回転数が目標回転数から外れた場合にはトルクが低下するという誘導電動機の特徴から、空転時の再粘着性にも優れる。 全体的な点検整備作業の軽減 誘導電動機は直流電動機のような消耗品のブラシがないため、定期的なブラシの交換が不要。 前述のようにMT比の低下による全体の点検整備作業の軽減。 非常ブレーキ使用時以外は、高速域から低速域までの減速を電気ブレーキ・回生ブレーキ優先で行えるようになり、ブレーキパッド・ライニングの交換周期を大幅に延長でき、点検整備作業の費用が低減できる。 この特性を活かし、阪神・淡路大震災で阪急神戸線の一部区間が不通となり区間運転となった神戸側にはVVVF車である8000系が集中投入され、そのメンテナンスフリーの特性を発揮した。

欠点 VVVFインバータに限らず、多くのパワーエレクトロニクス機器の問題として、高調波による電磁ノイズを発することが挙げられ、鉄道ではATC等、微小な信号電流を扱う装置に影響を与える懸念がある。（名古屋鉄道や都営地下鉄新宿線においてVVVFインバータ制御車の投入が遅れたのは誘導障害対策が大きな要因）。このため、実際の路線への導入に当たり、パワーエレクトロニクス機器の発するノイズが信号機器に悪影響を与えないよう、車両と信号機器を組み合わせて確認試験を実施し、問題のないことを確認している。特にJRや大手私鉄ではVVVFインバータ制御車の導入にあたって試作車を製造、または在来車を改造して試験車とするなどして、入念な試験が繰り返された。また発車時・停車時に発生する音が耳障り著しい大音量による騒音ではなく、環境音より高い周波数の音であることによる。 であることが挙げられる。詳細は誘導障害を参照のこと。 VVVFインバータ制御車に乗車しながらAMラジオを聴取すると、ラジオにインバータ音そのままのノイズが盛大に入ることもある。 これを補償するため、運行地域のラジオ放送の電波を増幅して室内に発信するアンテナ装置を搭載した車両が存在する。 1990年代以降に出た新型のIGBT素子では、GTOサイリスタ素子と比べて動作周波数が向上したため、この2つの問題を解決できた。その後はインバータの出力波形を調整することで、さらなる高周波ノイズの低減に努めている。 VVVFインバータ制御では、インバータの設定とモーターを含めた従動側の応答性が一致していない場合、トルクの不安定化や発振による異音の発生などが起きることがあり、使いこなすために高い技術力を求められる。 数多くの半導体を使用しているため、装置の製造から年月が経つと交換部品の製造終了などで保守部品が手に入りにくくなる。このため経年劣化による動作不良などといった故障が目立つようになると、インバータ装置の全体または一部交換しなければいけなくなる。2004年（平成16年）頃から初期のRCT素子やGTOサイリスタ素子を使用した装置がIGBT素子やMOSFET素子を使用した装置などへ更新される例が多くなっている。この場合は技術の進歩による利点も得られる。また、鉄道事業者と製造企業間において、保守部品が手に入りにくくなる事態を見越して最初から将来のインバータ装置交換も条項に入れた納入契約が結ばれる場合もある。また、阪神電気鉄道など、GTOサイリスタ素子が生産終了になる際に現車と同じ装置を購入し、予備部品確保を行う例もある。

日本での試験・実用化と発展 日本でのVVVF試験 国鉄・JRにおける取り組み thumb|right|210px|国鉄207系電車900番台（→JR東日本） 日本国鉄では1979年（昭和54年）から翌1980年（昭和55年）にかけて青函トンネル用電気機関車を想定した悪条件下における信頼性確保や保守性向上のため、サイリスタコンバータとPWMインバータ、大出力の650kW出力誘導電動機2台が試作製造され、試験台試験（台上試験）を実施している日立製作所『日立評論』1981年6月号「」。。装置は日立がインバータ装置と全体まとめ、三菱が変圧器と電源側変換装置・東芝が主電動機を担当した3社共同によるもので日本鉄道サイバネティクス協議会『サイバネティクス』2006年1月号技術情報「創生期における日立のインバータ開発」pp.64 - 66。、素子には逆導通サイリスタ(RCT)が採用された。試験結果は良好であったが、青函トンネル開業時期の遅れと国鉄の財政悪化などから採用は見送られた。

1984年（昭和59年）には将来の北陸新幹線など、整備新幹線への採用を想定したVVVF制御の試験として、在来線用のGTOサイリスタ素子を使用したVVVFインバータ装置と誘導電動機など機器一式を用意し、試験台試験（台上試験）を実施した。この試験結果を受け、実際に装置一式を車両に艤装して走行試験を実施することとなった。

試験車には廃車を控えた101系1両を使用し、装置一式（GTOサイリスタ素子（4,500 V - 2,000 A）を使用したVVVFインバータ装置（東芝製東芝『東芝レビュー』1986年4月号「昭和60年の技術成果」 p.378。）など・1C4M制御）をクモハ101-60の床上に艤装し、1985年（昭和60年）12月から1986年（昭和61年）1月までの期間で2回に分けて試験を実施した交通協力会『交通技術』1986年7月号「VVVF電車走行試験結果」pp.25 - 27。（モハ100-35はT車代用、また測定用電源（SIV）を床上配置）。試験車は国鉄浜松工場で構内走行試験後、東海道本線静岡駅 - 豊橋駅間で本線走行試験を実施した。Aタイプ主電動機（後述）は構内走行が12月11 - 16日、本線走行は17 - 19日、Mタイプ主電動機は構内走行が1月10 - 16日、本線走行は20 - 22日に実施された。

構内走行試験 クモハ101-60 + モハ100-35 + クハ100 本線走行試験 クモハ101-60 + モハ100-35 + クモヤ145（緊急用）

試験を2回に分けたのは、国鉄では在来線用の通勤形電車から高速走行をする新幹線車両まで多様な車両が必要なことから、主電動機には特性の異なる4種類8台の誘導電動機（いずれも150kW出力）が用意され、これらの試験を実施するためであった。誘導電動機はMT993形、MT993A形、MT993B形、MT993C形の4種類があり、大きく分けて電気装荷重視形のAタイプ2種類と、磁気装荷重視形のMタイプ2種類を使用した。

その後、国鉄分割民営化を控えた1986年（昭和61年）秋に落成した207系900番台でVVVFインバータ制御（形式名SC20）を正式採用した試作車が完成した。その207系900番台はJR東日本に引き継がれたが、東日本を含むJR各社でのVVVFインバータ制御の本格的な採用は私鉄にやや遅れ、1990年以降となる。 JR各社のVVVFインバータ制御量産形式の第一号（在来線） 北海道旅客鉄道（JR北海道） 785系（1990年、JRグループ初のVVVFインバータ制御電車） 東日本旅客鉄道（JR東日本） 209系（1993年） 東海旅客鉄道（JR東海） 383系（1994年） 西日本旅客鉄道（JR西日本） 207系（1991年） 四国旅客鉄道（JR四国） 7000系（1990年） 九州旅客鉄道（JR九州） 813系（1994年） 日本貨物鉄道（JR貨物） EF200形（試作機は1990年。量産機は1992年） 新幹線では、1990年（平成2年）に東海道新幹線の300系の試作車9000番台（J0 → J1編成）が作られ、1992年（平成4年）から量産が開始された。その後に登場した500系やE1系、E2系、E3系以降ではVVVFインバータ制御へ移行して、2013年（平成25年）に200系が引退したことにより、新幹線車両は全て民営化後に登場したVVVFインバータ車となった。

私鉄・公営交通における取り組み 210px|thumb|right|営業用としては日本初の熊本市交通局8200形電車。 210px|thumb|right|高速鉄道としては日本初の大阪市交通局20系電車 210px|thumb|right|直流1,500 Vの新製車としては日本初の近鉄1250系

一方で、旧国鉄での開発と並行し、各電機企業で1975年（昭和50年）頃から大手私鉄・公営交通と手を組んだ開発が盛んとなり、特に日立製作所、東洋電機製造、東京芝浦電気、三菱電機が下記のとおり相次いで現車試験を実施している。

1978年（昭和53年）11月、帝都高速度交通営団（現・東京地下鉄 = 東京メトロ）千代田線において6000系1次試作車に日立製作所製のVVVFインバータ装置（2,500V - 400Aの逆導通サイリスタ素子を使用・1C4M制御）と130kWのかご形三相誘導電動機を搭載した現車走行試験が実施された日立製作所『日立評論』1979年10月号「」。日立製作所『日立評論』1979年5月号「」。。これが日本国内における最初のVVVFインバータ装置を搭載しての走行試験である日立製作所創業75周年記念事業推進委員会社史編纂小委員会編『日立製作所史4』p.393。電気車研究会『鉄道ピクトリアル』1986年8月号特集「インバータ制御電車」pp.18 - 24。。

1980年（昭和55年）5月から6月、東洋電機製造が相鉄6000系電車にVVVFインバータ装置（2,500V - 400A（他社製）逆導通サイリスタ素子を使用・175kW主電動機4台制御×2台）を搭載して、かしわ台工機所構内ならびに本線かしわ台駅 - 相模大塚駅間で終電後に深夜走行試験を実施した東洋電機製造『東洋電機七十五年史』pp.186。東洋電機製造『東洋電機技報』第100号（1998年2月）「交通におけるACドライブ」pp.14 - 15。レールアンドテック出版『インバータ制御電車開発の物語』pp.72 - 77。。1次試作品の機器は客室内に艤装されたもので、室内を大きく占有するほどのものであり、実用化にはほど遠いものであった。相模鉄道で走行試験を行ったのは、当時東洋電機製造のVVVFインバータ装置の開発は相鉄相模大塚駅近くの相模工場で行っており（その後、横浜市内の横浜製作所に統合）、工場の近くに相鉄かしわ台工機所があったことが理由である。

同年11月には日立製作所水戸工場で東京急行電鉄から譲渡されたデハ3550形にVVVFインバータ装置（前述の営団地下鉄と同様のシステム）を搭載して構内走行試験が実施されている日立製作所『日立評論』1986年3月号「」。。試験に際しては、台車もインバーター駆動用として新たに開発されたKH-105台車に交換された。KH-105台車は軸箱支持にロールゴム式、車体支持をボルスタレス式、けん引装置として一本リンク式を採用した軽量台車で、その構造の多くが後の国鉄ボルスタレス振り子台車TR908、TR908Aに反映された。駆動装置は、中空軸たわみ継手式平行カルダンととWN継手式平行カルダンを各1台車づつ採用し、特性比較を行った。

1981年（昭和56年）9月から翌1982年（昭和57年）4月にかけて、大阪市交通局100形106号車にGTOサイリスタ素子を使用したVVVFインバータ装置（第三軌条方式）と160kW主電動機2台を装架して、森之宮検車場構内ならびに中央線において終電後に深夜走行試験が実施された東京芝浦電気「東芝レビュー」1982年5月号「可変電圧可変周波数（VVVF）インバータを使用した鉄道車両用誘導電動機駆動システム」pp.488- 492。。これは、当時大阪市交通局が導入を想定した小型地下鉄向けのシステムとして開発・試験を行ったものであるレールアンドテック出版『インバータ制御電車開発の物語』pp.20 - 24。。なお、同時に107号車が抵抗制御車のまま牽引車として使用された。装置は東京芝浦電気・日立製作所・三菱電機の順番で、1組ずつ試験が実施されたもので日立製作所『日立評論』1981年11月号「」。三菱電機『三菱電機技報』1983年7月号「」pp.3 - 4。「大阪市高速電気軌道第7号線京橋〜鶴見緑地間 リニアモータ地下鉄建設記録」 - 大阪市交通局（1990年）、最初に東京芝浦電気製の装置で行われた走行試験は、世界初のGTO-VVVFインバータ制御の本線走行である。

1982年（昭和57年）5月中旬、東洋電機製造が相模鉄道6000系を使用して再度のVVVFインバータ制御（2,500V - 500A（自社製）逆導通サイリスタ素子を使用・175kW主電動機4台制御）の深夜走行試験を実施、そして9月から10月に阪急電鉄1600系1601号車にこのVVVFインバータ装置（150kW主電動機4台制御）を搭載して、車庫内ならびに本線上で走行試験が実施された東洋電機製造『東洋電機技報』第55号（1983年5月）「VVVFインバータ制御による車両用誘導電動機駆動システム」pp.2 - 11。。相模鉄道での試験（2次試作）は、1次試作時から大幅に改良されたもので、床下に艤装できるほど小型化された（ただし、床下艤装作業を省略するため、機器は室内に艤装された）。阪急電鉄の試験では、国内では架線電圧1,500Vにおいて初めて110km/hの高速運転、100km/hからの回生ブレーキ走行となった。

実用化 営業用として初のVVVFインバータ制御車は、1982年（昭和57年）8月2日に投入された熊本市交通局8200形電車である（1983年のローレル賞受賞）。このインバータは逆導通サイリスタ(RCT)を用いたもので、ほかに国内の営業用車で用いたのは札幌市交通局8500形電車（同様に路面電車）だけである電気車研究会『鉄道ピクトリアル』1986年8月号特集「インバータ制御電車」pp.14 - 17。。最初に路面電車へ採用されたのは、架線電圧が低く高耐圧・高電流の素子が不要であること（直流1,500V用の半分で済む）、軌道回路が不要で誘導障害のおそれがないことがあげられる電気車研究会『鉄道ピクトリアル』1986年8月号特集「インバータ制御電車」pp.14 - 17。。

GTOサイリスタ素子による初のVVVFインバータ制御車は、1984年（昭和59年）3月28日に落成した大阪市交通局20系電車（2代目）となるレールアンドテック出版『インバータ制御電車開発の物語』pp.16 ・30。（第三軌条方式・直流750V電化）。しかし、日本国内の高速鉄道として初めての実用化であり、性能確認や誘導障害などの試験が長引いたため、営業運転開始は12月24日まで遅れた。このため、営業開始日順となる下表では4番目にある。