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SSJ3型交流电力机车在研制过程中采用了集成化、模块化的设计，车体采用框架式整体承载结构和标准化司机室，车体外观是在韶山7E型电力机车基础上略作调整。走行部为两个三轴转向架，轴式Co-Co，使用东芝的大功率逆变器，六轴每轴装有一台1,200 kW 交流电牵引电动机，整车输出功率为7,200 kW。技术上，SSJ3型机车是中国铁路机车首次采用轴控技术，而非架控技术。架控方式即是当转向架
中有一台牵引电动机出现故障时，机车只能关闭整个转向架上的所有牵引电动机，并损失一半牵引力，但采用轴控技术的机车在同样情况下就可以单单关闭故障电动机，三轴转向架其它未故障的两台电动机继续运作，机车牵引力仅损失六分之一。另外其较长的固定轴距令机车通过较小曲线半径线路时也能发挥较好的性能。机车制动系统基础制动使用盘式制动、电制动采用再生制动。
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