С учетом результатов испытаний макетной секции №216 ВЭлНИИ спроектировал, а Новочеркасский завод построил в 1970 г. опытный образец восьмиосного электровоза переменного тока 25 кВ с вентильными электродвигателями ВЛ80В-661.
Для электровоза, ВЛ80В-661 использована механическая часть и тормозное оборудование электровоза ВЛ80Т. Трехфазные асинхронные электродвигатели компрессоров и вентиляторов питаются от обмотки собственных нужд трансформатора без расщепителя фаз по схеме с конденсаторным смещением фазы. Редукторы опытного электровоза имеют передаточное отношение 20:88=1:4,4. Тяговые электродвигатели, трансформатор, преобразователь частоты и фаз и аппаратура управления спроектированы для электровоза заново.

Тяговые трансформаторы ОДЦЭ-7500/25А изготовлены Таллинским электротехническим заводом им. М. И. Калинина. Вторичная тяговая обмотка трансформатора состоит из нерегулируемой части с напряжением холостого хода 1000 В и трех секций регулирования по 250 В (общее номинальное напряжение тяговых обмоток 1750 В). Номинальный ток 2850 А. Кроме того, трансформатор имеет обмотку возбуждения (напряжение холостого хода 250 В, номинальный ток 900 А) и обмотку собственных нужд (напряжение холостого хода 625 В и у отпаек - 400 и 295 В; номинальный ток 550 А). Вес трансформатора 8500 кгс.

Преобразователь частоты и фаз типа ПЧФ-1У для одного тягового электродвигателя состоит из 168 тиристоров ТЛ2-200 с напряжением лавинообразования не ниже 1000 В. Количество тиристоров выбрано с расчетом использования преобразователей для рекуперативного торможения. Преобразователь рассчитан на номинальный ток 780 А и на 15-минутный ток при частоте более 2 Гц 1125 А. Номинальное выходное напряжение преобразователя 1360 В, частота до 140 Гц.

Установленные на электровозе восемь тяговых электродвигателей НБ-601 рассчитаны на номинальную мощность при часовом режиме 1025 кВт; при этом фазное напряжение 650 В, фазный ток 628 А, ток возбуждения 205 А, частота вращения 1350 об/мин и к. п. д. 93,5%. Вес электродвигателя 4100 кгс. Тяговые электродвигатели имеют по восемь полюсов, ротор с неявными полюсами и демпферную обмотку. Статорная обмотка трехфазнай. Для обмоток применена изоляция класса F. Электродвигатели выполнены с независимым возбуждением; обмотки возбуждения получают питание от индивидуальных, тиристорных возбудителей.

Сила тяги электровоза регулируется плавным изменением выпрямленного напряжения. Ступенчатое изменение напряжения осуществляется переключением обмоток трансформатора с помощью главных контроллеров (ЭКГ), плавное межступенчатое регулирование - изменением угла открытия тиристоров. На 1 - 3-й зонах регулирования используются три секции регулируемой части вторичной обмотки трансформатора; на 4-й зоне - нерегулируемая часть; на 5-7-й зонах - в работе находятся последовательно соединенные нерегулируемая и регулируемая части. Фазовое регулирование напряжения возбудителей независимо от тока нагрузки придает тяговым, электродвигателям, характеристику, близкую к сериесной. Вес электровоза 192 тс.

После эксплуатационного пробега (свыше 6000 км) на участках Батайск-Лихая и Батайск-Иловайское Северо-Кавказской дороги электровоз был направлен на НЭВЗ для проведения некоторых усовершенствований и затем в 1971 г. прошел тягово-энергетические испытания. На основании этих испытаний ЦНИИ МПС установлены следующие основные показатели часового режима работы электровоза:

Мощность на валах тяговых двигателей 7480 кВт
Сила тяги 46400 кгс
Скорость 58 км/ч
К. п. д, без учета собственных нужд 84%
Коэффициент мощности 0,85%
Мощность и скорость электровоза при часовом режиме оказались ниже расчетных из-за повышенных потерь в сглаживающем реакторе и понижения внешних характеристик преобразователя частоты и фаз против расчетных. Общий коэффициент полезного действия электровоза при учете собственных нужд по данным испытаний составляет 81% против 84% у электровозов серии ВЛ80К.

После тягово-энергетических испытаний электровоз ВЛ80В-661 был направлен для дальнейшей доводки на завод, с сентября 1972 г. вновь поступил в депо Батайск для работы с поездами. Одновременно (1973 г.) с приспособлением макетной секции №216 для рекуперативного торможения это же было сделано на электровозе ВЛ80В-661. Испытания электровоза в режиме электрического торможения на участке Батайск - Лихая дали положительные результаты.

В конце 1975 г. Новочеркасский завод построил еще два электровоза ВЛ80В (№1129 и 1130) с вентильными тяговыми электродвигателями НБ-601. Преобразовательные установки этих электровозов ПЧФ-1УМ имеют по 60 тиристоров Т-500-15 и по 16 диодов ВЛ-200-12. Тяговые параметры электровоза: сила тяги электровоза при часовом режиме и скорости 64 км/ч 46 500 кгс; при продолжительном режиме и скорости 69 км/ч - 39 500 кгс, а при максимальной скорости 110 км/ч - 20000 кгс. Расчетный вес электровоза при 2/3 запаса песка 192 тс.