制动是机车运行的基本工作状态之一。当列车需要减速、停车或在长大下坡道运行需要限制列车的速度时，都必须采取制动措施，以控制机车的运行速度。现代铁路运输的安全性，在很大程度上取决于其制动性能的好坏。随着铁路运输的发展，客、货运量越来越大，列车牵引重量与运行速度不断提高。高速客运及重载货运列车的发展对机车的制动性能提出了更高的要求，以保证列车高速运行时的安全性和可靠性。
1.电气制动的基本原理
电气制动是利用电机的可逆性原理。电力机车在牵引工况时，牵引电机做电动机运行。将电网的电能转变为机械能，轴上输出牵引转矩以驱动列车运行。电力机车在电气制动时，列车的惯性力带动牵引电机，此时牵引电机将做发电机运行，将列车动能转变为电能，输出制动电流的同时，在牵引电机轴上产生反转矩并作用于轮对，形成制动力使列车减速或在下坡道上限速。
2.电气制动的形式
根据电气制动时电能消耗的方式不同，电气制动存在电阻制动和再生制动二种形式。如果电气制动时将产生的电能利用电阻使之转化为热能消耗掉，称之为电阻制动。如果将电气制动时产生的电能重新反馈到电网去加以利用，称之为再生制动。
3.电气制动的优越性
(1)提高了列车行车的安全性。列车除机械制动系统外，由于配备了电气制动系统，因而提高了列车运行的安全性。机械制动通常是利用闸瓦与车轮的机械磨擦形成制动力来降低机车的运行速度，而机械摩擦系数随着温度升高明显下降，因此机械制动的性能和效果随着列车速度、载重和长度的提高而下降，且在高速时列车的机械制动呈现不稳定性。电气制动则相反，速度越高制动效果越明显，而且与制动时间无关。
(2)减少了闸瓦和车轮磨耗。机械制动时，接触表面温度很高，闸瓦和轮缘的磨耗十分严重，因为机械制动的磨耗主要决定于制动力的强度，高速时需制动强度大，磨耗就大，低速时相反。所以高速时用电制动，低速度时用机械制动可以大大降低机车车辆的车轮磨耗，大量节约制动闸瓦。
(3)提高了列车下坡运行速度。由于机械制动时需在每次排风制动后，充风缓解至少约1min待风压恢复后才能进行下一次制动，造成下坡速度波动大，使列车的平均速度下降，而电制动因其性能与制动时间无关，由此可使列车下坡速度提高8%，因而可提高运输能力。
4.机车采用电气制动时应满足的基本要求
(1)具有电气稳定性，并保证必要的机械稳定性。
(2)具有广泛的调节范围，冲击力小。
(3)机车由牵引状态转换为电气制动状态应线路简单，操纵方便，具有良好的制动性能，负载分配力求均匀。
5.稳定性概念
(1)机械稳定性：指机车牵引列车在正常运行中，不会由于偶然原因引起的速度微量变化而使列车的稳定运行遭到破坏的能力。电气制动的机械稳定性是指当偶然原因使机车运行速度增高(或降低)时，制动力应随之增大(降低)，以保持原来的稳定运行状态。
图3-1 机械稳定性分析
以图3-1为例对机械稳定性条件进行分析。设在电气制动工况下，机车在g点稳定运行，若现有一偶然因素使速度V有一增量ΔV，则对曲线1，由于其斜率为负，此时制动力Bg'
实际上电力机车无论采用电阻制动或再生制动，其制动特性在高速区，在保持制动电流恒定的条件下，能满足制动特性曲线的变化率，故电气制动在高速区具有机械稳定性。
(2)电气稳定性：指电传动机车在正常运行中，具有这样的能力――不会由于偶然因素缘故引起的电流微量变化，而使牵引电机的电平衡状态遭到破坏。电气制动的电气稳定性判别我们将在本章第二节和第五节详细分析。