可変電圧可変周波数制御
特殊な例としては複数の形式の間での編成替えにより、古い形式の走行機器を新しい車両に合わせたものに更新する事例がある。京阪10000系電車の7両化で車両を供出した7200系、9000系がこれに該当する。一方で山陽電気鉄道の5000系・5030系のように、従来の直流電動機を使用する制御装置とVVVFインバータ装置が1つの編成で混在する例もある。
これらの改造や新車の導入により、営業用車両が全てVVVFインバータ制御になった鉄道事業者も出てきており、2012年(平成24年)9月には京王電鉄が大手私鉄初となる全営業車両のVVVFインバータ制御統一を達成し、JRグループでも2019年9月にJR四国が全営業電車のVVVF制御統一を達成している。
2010年代では、SiCをダイオードやトランジスタに使用したVVVFインバータが開発・実用化され、従来のIGBT素子よりも小型軽量化、より省電力化されたVVVFインバータが登場している。新製車ではJR東日本E235系電車に初導入されたのを皮切りに、神戸電鉄6500系電車やJR西日本323系電車、西鉄9000形電車、新幹線N700S系電車で採用されたほか、既存車やPTr-VVVF車、さらには初期のGTOを使用した車両の更新工事が行われており、小田急1000形更新車、京都市交通局10系更新車、新京成電鉄8800形更新車など改造・更新が進められている。
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。 三菱電機の技術では、回転磁界を逆転させることで停止寸前のブレーキ力を得ており、純電気ブレーキという商品名で呼んでいる。 日立製作所の技術では、電動機に直流電流を流すことで停止寸前のブレーキ力を得ており、全電気ブレーキという商品名で呼んでいる。
またVVVFやVVCFでは、短時間であれば連続定格出力の150%といった過負荷での使用も可能であり、鉄道用主電動機のような間欠運転が前提の用途であれば、同サイズの電動機でさらなる大出力化が可能である。
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。
このことから、このタイプのインバータ制御装置を「ドレミファインバータ」、搭載した車両を「歌う電車」と呼ぶことがある。日本ではJR東日本E501系電車や京急2100形電車・新1000形電車、日本国外では韓国鉄道8200形電気機関車などが実例となっている。
JR東日本209系0番台 JR東日本209系0番台の発車・停止時の三菱製インバータの磁励音。
JR西日本223系0番台 JR西日本223系0番台の発車時の磁励音。JR西日本207系1000番台などにも使われている東芝製GTOの音
相鉄8000系 相鉄8000系の発車・停止時の磁励音。日立製作所製GTOの音
東急9000系 東急9000系の発車・停止時の磁励音。GTO-VVVF黎明期に近い86年の日立製インバータ音
東急2000系 東急2000系の発車・停止時の磁励音。改良された92年日立製インバータの音
東急5000系 東急5000系の発車・停止時の磁励音。日立製作所のIGBTの音(初期)
京急2100形 京急2100形の発車・停止時の磁励音。シーメンス製の独特なGTOの音
京急 新1000形 京急 新1000形(1・2次車)の発車・停止時の磁励音。同社の2100形とは若干異なる音
都営地下鉄5300形 都営地下鉄5300形の発車・停止時の三菱製インバータ磁励音。
JR西日本321系三菱・東洋インバータ車 JR西日本321系の発車・停止時の磁励音。三菱電機と東洋電機製造のものは共通設計。
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