着中国的大功率晶闸管制造技术日趋成熟，且级间平滑调压仍然采用调压开关级间转换，主电路系统相对复杂，因此韶山3型4000系机车改为全相控调压方式，采用晶闸管不等分三段半控桥式相控无级调压。
转向架.机车走行部为两台完全相同的三轴转向架。首台韶山3型电力机车出厂时曾经装用均衡梁组合式转向架，与韶山1型电力机车转向架基本相同，但在运用考核中发现均衡梁容易失稳从而引起轴重分配不均，且使用中均衡梁作用不灵活、空转现象严重。为此，株洲电力机车厂于1983年决定在不改变转向架原本技术参数和机车其