電機子チョッパ制御
しかし高速域からの減速時に発生電圧過大で回生失効が起きやすいことと高価な大容量・高耐圧のスイッチング素子を必要とし車両製作費が高騰したことから、特に高加減速性能を重視し得られる省エネ効果が大きかった阪神電気鉄道の「ジェットカー」5131形・5331形、および千代田線同様に直通地下鉄線区における放熱抑止と高効率を狙った東武鉄道の9000系・20000系(複巻電動機を使用したAFE (自動界磁励磁制御: Automatic Field Excite Control) 式主回路チョッパ制御)のほかは本格導入に至らず、安価に回生ブレーキが使用できる(力行時全界磁定格速度まで抵抗制御の)界磁チョッパ制御を採用する場合が多かった。
1990年代に入ってブラシレスの交流電動機(かご形三相誘導電動機)を使用するVVVFインバータ制御が価格、性能的に安定すると、保守省力化や運用経費において直流電動機に対し大きく優位となり、2000年代以降は既存の電機子チョッパ制御車両からの改造や置き換えを進められた。積極的に電機子チョッパ制御を導入していた営団地下鉄でも、1992年の06系・07系以降ではVVVFインバータ制御を本格採用している。なお、先行して南北線9000系でVVVFインバータ制御を採用したのは、同線の路線条件から必要とされる190kWの直流電動機では台車に収まらないことからである。
日本国内における最も直近の製作例は、東京都交通局10-000形電車第27・28編成と京都市交通局10系電車第18 - 20編成(いずれも1997年)であるが、前者は既に廃車され現存せず、後者もVVVFインバータ制御に機器更新された。なお、1997年2月には広島電鉄800形(2代)の813・814号車が製作されており、これらは2023年1月現在も電機子チョッパ制御のまま稼働中である。
高周波分巻チョッパ(以下、分巻チョッパ)は、1982年(昭和57年)4月に営団丸ノ内線の500形に装置一式を床上艤装して実用化試験を実施した。試験は1両のみで、制御する主電動機は、500形の取り付け寸法に合わせた75 kWのものが使用された(MB-1447-E形主電動機)。素子には三菱電機が開発した2,500V級の高周波スイッチング用新型逆導通サイリスタ・GATT(Gate Assisted Turn-off Thyristor・ゲート補助ターンオフサイリスタ)素子の試験もかねて実施した。電機子チョッパには2,500V - 800A(素周波数990Hz)のGATT素子を、界磁チョッパには2,500V - 600A(周波数160Hz)のGTOサイリスタ素子が使用され、従来車両と比較して1.5倍の高周波数動作を実現した。しかし、01系を製造する当時はGTOサイリスタが主流化する傾向があったため、同系ではGTOを採用することになった。
分巻チョッパを正式に採用したのは1983年(昭和58年)5月に銀座線用として落成した01系試作車である。この車両の素子には電機子・界磁チョッパ装置ともに2,500 V級のGTOサイリスタを採用、電機子チョッパは素周波数1,000Hz(合成周波数2,000Hz)、界磁チョッパは周波数250Hzとされた。ただし、翌年から落成が開始した量産車では、将来のATC化を見越した誘導障害対策から電機子チョッパは素周波数1,200Hz(合成周波数2,400Hz)、界磁チョッパは周波数300Hzとさらに高周波化された。
その後も営団地下鉄において、1988年(昭和63年)に日比谷線用の03系、丸ノ内線用の02系、東西線用の05系において改良が加えながら採用が続いた。