新幹線300系電車
架線からの単相交流25 kVを主変圧器で降圧した上で、主変換装置で単相交流から直流、さらに三相交流へと変換して交流電源とした。その交流電源で主電動機を駆動した。
M1+T+M2ユニットを採用し、M1車には主変換装置・補助電源装置が、M2車には主変換装置が、T車には主変圧器・集電装置・空気圧縮機が搭載される。床下の平滑化による騒音の低減と着雪障害の防止のため、床下機器機器類を収納する簡易ふさぎ板が設けられている。電機品は三菱電機、東芝、日立製作所、富士電機の4社が製作している。
主変圧器 は強制風冷式を採用し、2,900 kVAの容量を備える。
主変換装置 は、GTO素子を利用したPWMコンバータ2基+VVVFインバータ1基で構成されている。制御方式は2レベル制御により、電圧・電流波形を交流の正弦波に近い形としている。GTO素子はスイッチング周波数が低いため、発車時と停車時に電動機からの磁励音が目立つ。
主電動機は 、かご形三相誘導電動機を電動車両1両あたり4基搭載する。
「のぞみ」の原形である「スーパーひかり」の開発スタートは1988年1月にまでさかのぼる。JR東海内に「新幹線速度向上プロジェクト委員会」が設置され、同年1月28日に1回目の講義がおこなわれた。この委員会では、100系のあとを継ぐ300系の開発について検討する委員会であった。
「のぞみ」の目的はできるだけ速く東京駅 - 新大阪駅間を結ぶことであり、そのライバルとしては航空機があった。羽田空港 - 伊丹空港間の航空機は、飛行時間は1時間ほどで済むが、東京や大阪市の中心部から空港までの移動や搭乗手続きなどで時間を要する場合が多い。この航空機対抗策として2時間30分運転であれば、空の客を取ることができるのではないかという計算があったからである。「のぞみ」の当初のキャッチフレーズは「(午前)9時の会議に間に合う」であった。
これらの事情や、線路設備の面から検討された結果、運転速度は270 km/hに設定された。
初代新幹線である0系は、最高速度が220 km/hで軸重が16 tであった。
量産車登場後の1993年3月10日に量産化改造が行われてJ1編成となり営業運転に使用された。外観は量産車に合わされ、帯の色の変更、シンボルマークの消去が行われた。また、15号車の車号が329-9002から329-9501に改番されている。後に、飾り帯にあたる部分が量産車と同じくグレーの塗装となった連結器カバーに交換された。
トランスポンダの関係で、「のぞみ」での営業運転では東海道区間に限定されたが、「ひかり」では岡山・広島発着列車に時折使用された。2001年以降は、再び試験車として使用されることとなり、営業運転からは2000年に離脱した。
N700系に搭載される新型パンタグラフや車体傾斜システム、全周幌のほか、東海道新幹線区間で新たに採用されたデジタルATCの試験にも充当された。
連続定格出力は300 kWとし、交流モーターの採用により100系の直流モーターと比較して出力は約30 %アップしながら質量は約半分になっており、車両全体の軽量化に寄与している。
VVVFインバータ制御を利用した回生ブレーキも新幹線車両として初めて装備し、ブレーキ性能を強化した。ただしモーターのない付随車は回生ブレーキが装備できないため、渦電流ブレーキを装備する。本系列からブレーキ制御に応荷重装置を追加したが、これは車体の軽量化により編成全体に占める旅客質量の比率が高まったためである。
ただし前述のアルミ合金車体の採用による軽量化は、付随車で渦電流ブレーキ装置の質量がモーターより重く、さらに機器の中で最も質量のある主変圧器を搭載していたことも相まって、モーター装備の電動車よりも付随車の方が重くなる結果になった。その後開発された500系では全車電動車となったことから付随車採用時の質量増は発生せず、700系ではブレーキ装置の軽量化と機器配置の最適化によって電動車と付随車の質量を同等とした。