熟经验后，于1979年研制成功的客、货两用干线电力机车，1986年投入批量生产。早期的韶山3型电力机车采用了级间相控调压，作为调压开关调压向全相控调压的过渡方案。1991年，株机厂与株机所对韶山3型电力机车进行技术改进，改为采用晶闸管相控平滑调压，并对转向架、电阻制动等方面作出改进，称为韶山3型4000系，于1992年起投入批量生产。除了株洲电力机车厂，大同电力机车厂、资阳机车厂、太原机车车辆厂均曾经生产韶山3型电力机车，至2006年停产，累计产量超过1500台。
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