A frenagem dinâmica é um método de frenagem de uma locomotiva em que os motores elétricos de tração da locomotiva diesel-elétrica são invertidos, efetivamente transformando os motores em geradores. Este tipo de frenagem pode ser classificado como um dos dois tipos de frenagem dinâmica: frenagem reostática ou regenerativa. A frenagem reo-estática converte a energia de frenagem em calor na locomotiva elétrica a diesel, enquanto a frenagem regenerativa retorna a energia elétrica para a rede elétrica, como no caso de uma locomotiva elétrica. Outra forma de frenagem dinâmica é conhecida como frenagem mista, onde os motores elétricos são usados em conjunto com o sistema de freio a ar.
Desconhecido para muitas pessoas é que uma locomotiva elétrica a diesel não é movida diretamente pelo enorme motor a diesel com o qual está equipada. A principal tarefa do diesel é girar um gerador, que fornece energia para grandes motores elétricos montados entre as rodas motrizes da locomotiva. Esses motores, conhecidos como motores de tração, não só fornecem a incrível potência para mover a locomotiva e puxar o trem em rampas íngremes, como também podem ser usados para frenagem dinâmica. Isso pode fornecer até 70 por cento da força de frenagem de uma locomotiva; no entanto, geralmente é menos eficaz em velocidades baixas.
Durante as aplicações de frenagem dinâmica, os motores de tração têm a fiação comutada para converter os motores em geradores. À medida que as rodas da locomotiva giram os agora geradores, o torque é entregue na direção oposta à que os motores estavam puxando. Essa força de frenagem dinâmica é convertida em força térmica por meio do uso de um grande banco de resistores montados no topo da locomotiva. Grandes ventiladores de resfriamento puxam ar fresco através do banco de resistores para controlar a temperatura. Os sistemas de computador de bordo podem detectar uma sobrecarga de frenagem dinâmica como um aumento de calor e desligar o sistema de freio dinâmico, momento em que a locomotiva opera em um sistema apenas de freio a ar.
Em um sistema regenerativo, a geração elétrica do sistema de frenagem é devolvida à rede elétrica no caso de locomotivas elétricas e em grandes unidades de armazenamento de bateria em locomotivas de pátio especialmente equipadas. No caso de uma locomotiva elétrica, se a rede de fornecimento de energia não for capaz de aceitar a potência elétrica da frenagem dinâmica, o sistema muda automaticamente para um sistema reoestático onde a energia é convertida em calor. A frenagem dinâmica por si só não é capaz de parar um trem e diminui muito abaixo de 10 a 12 mph (16-19 km / h), exigindo que o sistema de frenagem a ar sempre aumente o sistema de frenagem dinâmica.