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ダイナミックブレーキとは、電気機関車やディーゼル電気機関車などの車両を減速させる際に、電気牽引モーターを発電機として使用する方式です。発生した電力がブレーキグリッド抵抗器で熱として消費される場合は「レオスタティック」 、電力が供給ラインに戻される場合は「回生」と呼ばれます。ダイナミックブレーキは摩擦式ブレーキ部品の摩耗を軽減し、回生によって正味エネルギー消費量を削減します。ダイナミックブレーキは、複数ユニットの鉄道車両、路面電車、トロリーバス、電気自動車、ハイブリッド電気自動車などにも使用できます。
電気エネルギーを回転軸の機械エネルギーに変換すること（電動機）は、回転軸の機械エネルギーを電気エネルギーに変換すること（発電機）の逆です。どちらも、電機子巻線と（相対的に）移動する外部磁場との相互作用によって実現され、電機子は電源（電動機）または電力受電器（発電機）のいずれかを備えた電気回路に接続されます。電気/機械エネルギー変換装置の役割は、エネルギーを供給または受信するインターフェース（機械的または電気的）によって決まるため、同じ装置が電動機または発電機の役割を果たすことができます。ダイナミックブレーキでは、磁界を生成する（励磁する）界磁コイルに電流を流しながら、供給回路から受電回路に切り替えることで、トラクションモーターが発電機の役割に切り替わります。
回転軸に加わる抵抗（制動力）は、発電量に効率損失を加えた値に等しくなります。これは、界磁コイルの電流によって制御される磁場の強さと、車輪の回転速度および動力軸と車輪の回転速度の比によって決まる電機子と磁場の逆回転速度に比例します。制動力は、界磁コイルの電流値を変化させることで磁場の強さを調整します。発電量、そして逆に制動力は動力軸の回転速度に比例するため、速度が低下するにつれて制動力を維持するにはより強い磁場が必要となり、界磁コイルに供給できる電流に応じて、動的制動が有効となる下限値が存在します。
動的制動時に発生する電力を管理する主な方法は、以下に説明するように、抵抗制動と回生制動の2つである。
永久磁石モーターの場合、モーター端子を短絡させることで動的制動を容易に実現でき、モーターを急激に停止させることができます。しかし、この方法ではモーター内部で全てのエネルギーが熱として消費されるため、冷却能力の制約から、コードレス電動工具などの低出力の間欠的な用途以外には使用できません。牽引用途には適していません。
モーターによって生成された電気エネルギーは、ブレーキグリッドと呼ばれる車載抵抗器群によって熱として放散されます。抵抗器を損傷から保護するためには、大型の冷却ファンが必要です。最新のシステムには温度監視機能が搭載されており、抵抗器群の温度が過度に上昇すると自動的に電源がオフになり、摩擦のみによる制動に切り替わります。
電化システムでは回生ブレーキが採用されており、ブレーキ時に発生する電流は熱として無駄になるのではなく、他の牽引装置で使用するために電源システムにフィードバックされます。電化システムでは、回生ブレーキと抵抗ブレーキの両方を組み込むのが一般的です。電源システムが「受容性」を持たない、つまり電流を吸収できない場合、システムは抵抗ブレーキモードに切り替わり、ブレーキ効果を発揮します。
車載エネルギー貯蔵システムを搭載し、本来であれば熱として無駄になるエネルギーの一部を回収できる操車場用機関車が現在入手可能となっている。例えば、グリーンゴートモデルは、カナディアン・パシフィック鉄道、BNSF鉄道、カンザスシティ・サザン鉄道、ユニオン・パシフィック鉄道などで使用されている。
十分なヘッドエンド電力（HEP）負荷を持つ列車を牽引する、交流インバータを搭載した最新の旅客用機関車では、電化システムが対応していない場合、あるいはそもそも線路が電化されていない場合でも、回生ブレーキによって制動エネルギーを列車の車載システムに供給することができる。最新の旅客列車のHEP負荷は非常に大きいため、ALP-46などの一部の新型電気機関車は、従来の抵抗グリッドを使用せずに設計されている。
動的ブレーキだけでは機関車を停止させるには不十分です。なぜなら、その制動効果は時速約10～12マイル（16～19 km/h）以下では急速に低下するからです。そのため、常に空気ブレーキなどの別の制動方式と併用されます。両方の制動システムを同時に使用することをブレンド制動と呼びます。[ 1 ]リチウムイオン電池は、列車を完全に停止させるためにエネルギーを蓄えるためにも使用されています。[ 2 ]
混合制動は動的制動と空気制動を組み合わせたものですが、結果として得られる制動力は、空気制動単独の場合と同等になるように設計されています。これは、動的制動の主目的が空気制動の必要量を減らすことにあるため、動的制動部分を最大化し、空気制動部分を自動的に調整することで実現されます。これにより、空気の消費を抑え、車輪の過熱リスクを最小限に抑えることができます。機関車メーカーのエレクトロ・モーティブ・ディーゼル（EMD）は、混合制動時の制動力の50%から70%は動的制動によるものだと推定しています。
電気ブレーキの 3 つ目の方法は、プラグブレーキまたは「プラギング」と呼ばれるもので、短時間逆トルクを印加します。これは電気ブレーキの中で最も高速な方式ですが、モーターや機械部品に大きな過渡応力がかかるという欠点があります。通常、急激で「ぎくしゃく」した動きになり、[ 3 ]前進運動における「ジョギング」に相当する制動であり、電気牽引用途ではプラグブレーキは適用されません。しかしながら、直流および交流駆動の天井走行クレーンの長距離および横断走行駆動装置などの用途に広く適用されています。このようなクレーンのホイスト駆動装置は通常、抵抗ブレーキを使用します。（意図的な）プラグブレーキを備えた逆転駆動装置は通常、加速に抵抗制御を使用し、プラグブレーキが適用される際には、逆（制動）トルクを制限するためにモーター回路に常に抵抗が設けられます。プラギングは通常、コントローラを短時間、反対方向の最初のステップに移動してからオフの位置に戻すことによって実現されます。速度がゼロに達したら、ドライブが逆回転するのを防ぐためにプラグ接続を停止する必要があり、この機能は「プラグ接続リレー」によって自動的に提供される場合があります。プラグ接続はインバータ制御ドライブには適しておらず、あまり一般的ではなくなっており、現代のクレーン操作では積極的に推奨されていません。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
ブレーキグリッドを動力計または負荷バンクとして使用することで、機関車の出力の自己負荷試験を実施することが可能です。機関車が停止している状態で、牽引モーターの代わりに主発電機（MG）の出力をグリッドに接続します。グリッドは通常、MGの電圧と電流出力から算出される機関車の全出力を吸収できる十分な大きさです。
油圧式トランスミッションを搭載したディーゼル機関車は、流体制動装置を装備できる場合があります。この場合、トルクコンバータまたは流体継手は、水ブレーキと同様に減速機として機能します。制動エネルギーによって作動油が加熱され、その熱は（熱交換器を介して）エンジン冷却ラジエーターによって放散されます。制動中はエンジンはアイドリング状態（発熱量が少ない）となるため、ラジエーターに過負荷がかかることはありません。