电力机车是直—直流电传动的直流电力机车，也是日本国铁第一种采用电枢斩波控制的直流电力机车。机车主电路由高速断路器、斩波器、平波电抗器、牵引电动机等部分组成。机车从架空接触网获取直流电，供给与牵引电动机回路串联的晶闸管斩波器，通过改变斩波器导通率来控制输出电压，然后向六台并联的牵引电动机供电。此外，机车还具有再生制动的能力，制动时串励牵引电动机变为他励发电机运转，同时斩波器起升压作用，电能便能反馈到架空接触网。由于采用斩波调压代替了主电阻器，彻底解决了电阻调压电能损耗的问题，并且使主电路和控制电路的触点开