Семейство магистральных грузовых электровозов переменного тока напряжения 25 кВ с четырёхосными секциями, оснащёнными коллекторными тяговыми двигателями. Различные модификации - Э5К, 2ЭС5К, 3ЭС5К, 4ЭС5К - различаются числом секций соответственно префиксу. Электровозы являются следующей эволюционной ступенью в развитии грузовых электровозов семейства ВЛ80 и позиционируются как их основная замена.
Самый распространенный вариант — 3ЭС5К, у которого в середине есть дополнительная секция без кабины. Также существует двухзначное количество локомотивов 4ЭС5К с двумя центральными секциями. Поскольку каждая секция вырабатывает 3280 кВт в час, мощность 4ЭС5К достигает 13120 кВт. Хотя эти локомотивы в основном используются для грузовых перевозок, односекционный вариант применяется для пассажирских перевозок на короткие расстояния.
На рубеже тысячелетий перед РЖД встала необходимость в новом грузовом электровозе для сети с напряжением 3000 вольт постоянного тока, в связи с чем был разработан 2ЭС4К. Он должен был заменить старые двухсекционные локомотивы серий ВЛ10 и ВЛ11, которых было выпущено более 2000 штук. Чтобы ускорить разработку и наладить крупномасштабное производство в короткие сроки, было решено максимально унифицировать детали электровоза переменного тока 2ЭС5К. В свою очередь, он был создан на базе ВЛ80, который эксплуатировался с 1961 года.
Как и заменяемые локомотивы, 2ЭС4К состоит из двух секций, каждая из которых оснащена двумя двухосными тележками. Как и в старых локомотивах постоянного тока, тяговые двигатели традиционно управляются с помощью последовательных и параллельных цепей и резисторов. Единственное новшество — микропроцессорная система управления, которая контролирует различные параметры.
2ЭС6 — двухсекционный грузовой локомотив для работы на сети постоянного тока напряжением 3 кВ. Он был разработан компанией Sinara, но производится на Уральском заводе железнодорожного транспорта. Мощность каждой секции составляет 3220 кВт в час. При необходимости каждый двухсекционный локомотив может быть дополнен центральной секцией с вспомогательными кабинами. К 2024 году было построено в общей сложности 1340 двухсекционных и 163 трехсекционных состава. Теоретически можно было бы создать и четырехсекционные составы. Производной моделью с трехфазными тяговыми двигателями переменного тока является 2ЭС8/3ЭС8, но пока построено всего пять прототипов.
2ЭС7 — это усовершенствованная версия грузового локомотива 2ЭС10, который предназначен для работы на переменном токе напряжением 25 кВ и оснащен трехфазными тяговыми двигателями. Как и 2ЭС10, 2ЭС7 развивает мощность 8800 кВт в час и состоит из двух четырехосных секций. Тяговое оборудование было разработано при участии компании Siemens. Локомотивы могут использоваться как в сцепе из нескольких секций, так и в виде одиночной секции.
Первый прототип был готов в 2013 году и получил название «Чёрный гранит». Серийное производство началось только в 2019 году. Российские железные дороги получили 13 двухсекционных локомотивов, ещё 22 отправились в Казахстан, в компанию «Шелковый путь». В связи с действующими в отношении России санкциями пока неясно, будут ли выпускаться локомотивы с использованием технологий Siemens.