営団6000系電車
制御装置は半導体の劣化を考慮して1990年(平成2年)から第10編成を最初にGTO使用のチョッパ制御に更新した。コスト低減のため、主電動機は再利用し、断流器や転換器などは補修工事後、再利用しており、チョッパ装置およびゲート制御装置に限定して機器の更新が実施された。この更新は1993年(平成5年)4月に竣工する第15編成をもって全9編成の施工が終了した。なお、このチョッパ装置は最終増備車である第35編成にも搭載された。
1995年(平成7年)からは省エネルギー化、メンテナンスフリー化の観点から第09編成を最初にIGBT-VVVFインバータ制御(3レベル、1C2M4群制御)化を施行し、主電動機は160kW出力品に交換されている。これは更新コストを抑えるため、既存機器はそのままに、またゲート制御装置は4箱に分割した分散形とされている。
チョッパ装置は素子に逆阻止サイリスタを使用したもので、三菱電機製は二相二重二群(四相)チョッパ方式、各相の周波数は200Hz、合成周波数は800Hz一定であるが、起動時のみわずかに下げている。日立製作所製は二相二重チョッパ方式、各相の周波数は85Hzまたは120Hz、合成周波数は170Hzまたは240Hz一定であるが、起動時のみわずかに下げている。三菱電機が提案した2台のチョッパ装置を位相差運転する多相多重チョッパ方式は、誘導障害対策と装置の小型軽量化に大きな効果を発揮した。素子の冷却はブロワー(送風機)による強制風冷方式で、3次量産車まで同様である。試験では日立製作所から高粘着制御について提案され、実車試験を行ったところ従来10両編成で8M2Tが必要であったMT比を、6M4Tで達成できることが判明した。これは回生ブレーキの実用化と電動車数削減による経済性の向上が大きなメリットとなることが期待された。
主電動機の定格速度が低いことは回生ブレーキ性能の低下に繋がっており、空気ブレーキの使用が大きく、期待したほどの回生電力量は達成しなかった。このため2次試作車では回生電力量を向上させるため、主電動機をチョッパ制御専用とし、定格速度を高めた(後述)。三菱電機と日立製作所で競合させ、2次試作車以降はどちらかの装置を正式に採用する予定であったが、最終的には甲乙つけることができず、共同設計として両社の機器を採用することとなった。
1988年(昭和63年)に落成した6次車の第33・34編成は6000系で初めて冷房装置が搭載された。出力は48.9kW (42,000kcal/h) で、装置キセが角型、電源としてDC-DCコンバータ (130kW) を編成で2台設置した。仕様は5次車とほぼ同じだが、化粧板は若干淡い色調に変更、床敷物が2色のツートンとなり、ドア窓は外側からの支持となった。また従来は車内妻面壁に設置していた消火器を収納キセに収めるように変更した。このほか運転台表示灯のLED化、耐雪ブレーキ取り付け(耐雪ブレーキ自体は1985年(昭和60年)内に全車両に施工されていた)が行われ、6100形に搭載されていたパンタグラフを廃止した。1988年(昭和60年)10月25日ダイヤ改正の輸送力増強に伴うもので、導入費用は2編成で26億8,682万9,000円(1編成あたり約13億4,321万円)とされている。近畿車輛で製造された。
チョッパ制御装置と抵抗制御装置の両方を搭載したため、同一走行条件で測定が行われた。回生率は10.5%、電力消費量は抵抗制御と比較して23.9%の削減となった。
1次試作車の落成時・東西線配属当時は以下の車両番号であった。
1次試作車の改番後・千代田線転属後は以下の通りである。
チョッパ制御装置は三菱電機(2台)と日立製作所(1台)の採用したが、総括制御して運転するため機器の仕様を統一した。誘導障害対策として三相三重チョッパ方式となり、各相220Hz×3・合成周波数660Hzとしたが、起動時のみ周波数を下げている。歯車比は6.53と再び大きく取った。
ブレーキ装置は、ブレーキシリンダ配管をできる限り直線として短縮を行ったほか、ブレーキ作用装置とは別に台車中継弁を設置することで回生ブレーキ⇔空気ブレーキ間の切り換えが各段に速くなった。
方向幕は前面のみで手動式となり、側面については不採用となったが、小田急線乗り入れ開始時に側面方向幕の増設と電動化が行われた。車内について袖仕切り形状の変更や床敷物がグレーに変更された程度である。本車両では座席背もたれのリクライニング機構を2両に設置、1次試作車よりも座面の張り出しを50mm 大きくし、背もたれも60 mm下がるようにした。残る4両は準備工事のみ実施した。客室ドアガラスはサイズは変わらないが金属支持によりすっきりしたものとなった。1次試作車と異なり、試験終了後は営業運転に使用できるよう客室扇風機と暖房器は設置済みであった。座席端部の切れ込みは「袖」の角より下がほぼ垂直となり、切れ込み部分は斜めながら角度が1次試作車よりもなだらかになっている。
6002号の主制御器は三菱電機製の電動カム軸式抵抗制御(ABFM-125-15MDH形)を採用しており、バーニア制御を用いた超多段制御方式である。装置は日比谷線用の3000系と同等のものであり、制御段数は力行65段(直列25段、並列30段、弱界磁10段)、制動55段のパターン制御を採用し、抵抗制御中のノッチオフ時は戻しノッチ遮断、ブレーキ緩解時は弱め界磁の後に発電ブレーキ主回路を開放することで、加減速時の乗り心地向上を図っている。付帯機器である断流器や各種継電器類には新しいものを採用し、保守性の向上と小型軽量化を実現している。
本抵抗式制御装置も10両編成時の起動加速度は3.5 km/h/sとした(ただし、試作車の時点では2M1Tで2.7 km/h/s)。抵抗制御の場合、回生ブレーキではなく発電ブレーキの使用となる。スカートを配置することから、抵抗器の冷却性能を確保するため送風機を設置する。
2次試作車(第01編成)の落成時・東西線配属当時は以下の車両番号であった。
10両編成化以降2012年上半期まで以下の編成組成であった。
当初は編成組替の予定がなかったが、2012年7月に工事が施された上で運用に復帰した(詳細は「編成別の特徴」の項を参照)。
以後、2018年11月11日に一般旅客営業運転を終了するまでの編成組成は以下の通りである。
3次量産車の乗務員室仕切り(画像では扉の窓が開いている)
4次量産車の乗務員室仕切り運転台後部に小窓が設置されている
運転台(5次量産車 6030号車)
2次試作車と同等の制御装置、主電動機であるが、常磐線・小田急線への乗り入れを考慮して主回路に力行時弱め界磁を追加し(分路方式・地上線での高速性能に対応)、その機器を追加設置した(誘導分流器兼限流リアクトルなど)。さらに周辺機器の小形軽量化を図り、重量換算で約25%軽量化している。第02 - 08編成は三相三重チョッパ方式(素周波数220Hz×3・合成周波数660Hz)、第09編成以降は二相二重チョッパ方式(素周波数は限界に近い330Hz×2・合成周波数660Hz)としてコストダウンを図った。チョッパ回路以外の主回路は同一である。2次試作車では起動時のみ周波数を下げていたが、量産車では誘導障害対策の強化として完全な660Hz定周波数制御とし、さらに主回路配線の高周波対策を実施した。
主回路素子は第10編成までは逆阻止サイリスタを使用したが、第11編成以降は逆導通サイリスタを使用して転流回路の簡素化を図った。素子の冷却にはブロワーによる強制風冷方式を使用した。ただし、営団地下鉄の資料では三菱電機製はすべて三相、二相とも逆阻止サイリスタのチョッパ制御装置とされているが(逆導通サイリスタは日立製作所の二相チョッパのみ)、三菱電機の技報誌では三菱電機製の二相チョッパ装置の一部に逆導通サイリスタを使用したとされている。主電動機は145kW出力に変更ないが、千代田線のCS-ATC運転への対応と地上線での弱め界磁を追加したことで、負荷が大きくなり温度上昇が懸念されたことから、温度上昇対策と冷却性能の向上を図った。
車体側面裾が118 mm長く、小田急線の車両限界に抵触するため小田急線に乗り入れることができず、小田急線の保安装置は装備していない。
この編成は千代田線における最後の非冷房車であったが、1994年(平成6年)9月に冷房化改造を実施して千代田線の全車冷房化が完了した。1999年(平成11年)1月には車体更新・室内更新・VVVFインバータ化改造が行われ、特徴の車体裾部には切り欠きが入った。
2次試作車6両(のちの中間増備車4両も同様)、1次量産車120両は信託車両で導入されている。信託期間は5年度間(1970年度から1974年度。2次試作車6両は1969年度から1973年度)であるが、期間を待たず1972年度(昭和47年度)内に全車両の繰り上げ支払いをしており、同年度末までに信託車両は解消された。2次量産車60両は1972年度(昭和47年度)導入であるが(信託車両として契約)、落成と同時期に残り4年度分の割賦支払額の一括支払いをしている。