Frânarea dinamică este o metodă de frânare a unei locomotive în care motoarele electrice de tracțiune din locomotiva diesel-electrică sunt inversate, transformând efectiv motoarele în generatoare. Acest tip de frânare poate fi clasificat ca unul dintre cele două tipuri de frânare dinamică: frânare reostatică sau frânare regenerativă. Frânarea reostatică transformă energia de frânare în căldură în locomotiva electrică diesel, în timp ce frânarea regenerativă returnează puterea electrică înapoi în rețeaua electrică, ca în cazul unei locomotive electrice. O altă formă de frânare dinamică este cunoscută sub denumirea de frânare mixtă, în care motoarele electrice sunt utilizate împreună cu sistemul de frânare cu aer.
Necunoscut pentru mulți oameni este că o locomotivă electrică diesel nu este alimentată direct de uriașul motor diesel cu care este echipată. Sarcina principală a motorinei este să pornească un generator, care furnizează energie motoare electrice mari, montate între roțile motrice ale locomotivei. Aceste motoare, cunoscute sub numele de motoare de tracțiune, nu numai că oferă puterea incredibilă de a conduce locomotiva și de a trage trenul în pante abrupte, ci pot fi folosite și pentru frânarea dinamică. Acest lucru poate oferi până la 70% din forța de frânare a unei locomotive, cu toate acestea, este de obicei mai puțin eficient la viteze mici.
În timpul aplicațiilor de frânare dinamică, motoarele de tracțiune au cablajul comutat pentru a transforma motoarele în generatoare. Pe măsură ce roțile locomotivei rotesc generatoarele de acum, cuplul este furnizat în direcția opusă decât trăgeau motoarele. Această forță de frânare dinamică este transformată în forță termică prin utilizarea unui banc mare de rezistențe montat deasupra locomotivei. Ventilatoarele mari de răcire trag aer proaspăt prin bancul de rezistențe pentru a gestiona temperatura. Sistemele computerizate de bord pot detecta o suprasarcină dinamică de frânare ca o creștere a căldurii și pot opri sistemul de frânare dinamică, moment în care locomotiva funcționează pe un sistem de frânare numai cu aer.
Pe un sistem regenerativ, generarea electrică din sistemul de frânare este returnată în rețeaua electrică în cazul locomotivelor electrice și în unități mari de stocare a bateriilor pe locomotivele de curte special echipate. În cazul unei locomotive electrice, dacă rețeaua de alimentare cu energie nu poate accepta puterea electrică a frânării dinamice, sistemul trece automat la un sistem reostatic în care energia este convertită în căldură. Frânarea dinamică singură nu este capabilă să oprească un tren și scade mult sub 10-12 km/h (16-19 mph), necesitând ca sistemul de frânare cu aer să sporească întotdeauna sistemul de frânare dinamică.