交直流電車
2023年3月現在の日本では、東日本旅客鉄道(JR東日本)・西日本旅客鉄道(JR西日本)・九州旅客鉄道(JR九州)・首都圏新都市鉄道・IRいしかわ鉄道・あいの風とやま鉄道・えちごトキめき鉄道の各社が保有している。
交直流電車は直流電動機を用いると前述の通り構造が複雑となるため、直流型電車と比べてのみならず交流専用の電車と比べても、車両製造コストが高額となった。1990年代中期以降は交流電車・交直流電車とも同じVVVFインバータ制御を採用するようになったため、両車のコスト差は交直切替機器程度である。
日本国有鉄道(国鉄)時代は、交流区間でのみの運用であっても北海道を除いて交直流両用の車両を製造することが多かった。交流区間のみを走る運用が少なく、わざわざ開発費をかけて少ない台数の交流専用車を作るメリットは少ないとされた。製造されるようになった後も技術的な理由で一時製造が見合わせられたこと、全国的な車両の配置転換があったこと等が大きいが、結果的に機器コストのかかる交直流型車両を大量に造らざるを得ず、交流電化のメリットも生かしにくかった。
逆に元々交流専用電車として製造された車両を交直流電車や直流型電車に改造した例は日本では無い。
走行中に交直流の切り替えが正常にできるよう、屋根上に交直切換器・交流遮断器(真空遮断器・空気遮断器・断路器など)を取り付けている。また誤操作により冒進した場合に機器を焼損しないよう交流側にヒューズを、直流側には変流器を取り付けている。また、計器用変圧器、抵抗器箱、直流保護接地装置、直流・交流避雷器などが設置されている関係で、パンタグラフ周りはものものしくなっている。また実際のダイヤで交直流転換が予定されている場合、始発駅停車中に運転士が遮断器が正常に作動するか確認することがある。その際、遮断器から音がしたり、車内の照明が消え、空調設備などが一時的に止まることがある。
日本の交直両用車両では、極端に異なる電源でも同一のパンタグラフを使用していることが特筆される。異なる電源ではそれぞれに設計された集電装置を搭載した方が集電装置や回路の設計上は簡単であるものの、整備、重量の点で難が残る。また日本の交直両用車両が標準的に行う車上切替にも対応しにくい。しかし、日本国外では複数の方式の集電装置を個別に搭載する例は多く見られる。