柴油機車是指所有動力來源為柴油引擎的鐵路機車。自20世紀中開始柴油機車在世界大部分地方成為主要鐵路機車種類,因為柴油機車可以直接取代蒸汽機車,不像電力機車必須依賴其他的電力傳送設施,如架空線或第三軌。不過自1950年代起電力機車在傳動力、加速力、和最高速度上逐漸超越柴油機車。依照動力傳動方式的不同,柴油機車又可分為電力傳動、液力傳動、和機械傳動三大分類。

      電力機車使用的能量,由車外經過架空電纜或第三軌提供,所以只能在電氣化鐵路行駛。雖然把鐵路電氣化的價格很高,但是電力動車組和電力機車的運作成本比內燃機車為低,也不會造成沿線的空氣污染。而且電氣化列車的加速性能及再生制動都比較良好,因此十分適合在乘客密集的客運線上使用。絕大部分的高速鐵路都是以電力推動,因為它們所需要的大動量能很難完全由放在車上的發動機直接產生。電力機車的供電電壓很高,可以減少饋線用銅量。控制電力機車電機的先進技術包括VVVF,就是變壓變頻技術。

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