如果強制使電動機停止轉動會有什麼影響？

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就以一般的玩具車馬達為例。電動機還在通電，強制不讓它轉的話會不會有損傷

題主討論的問題這叫做電動機的堵轉。

為了給知友們建立起最基本的概念，我們來認識一下電動機的運行曲線和保護曲線，如下：

圖1：電動機曲線

如果不作解釋的話，估計看懂圖1的人不多。我現在就來解釋：

圖1中，橫坐標是電流，縱坐標是電機時間；圖中位置較低的黃色曲線是電動機曲線，位置較高的曲線是保護裝置的曲線，也即保護電動機斷路器的LRI脫扣曲線。

1.電動機的起動過程

第一階段，起動靜止階段

設想，我們的電動機迴路開關閉合，於是電動機被瞬間加上電壓。由於電機帶有負載，在負載的阻轉矩和電機轉子旋轉慣性的作用下，電機並不會立即旋轉，其轉子還停留在靜止狀態。這時出現在電機定子繞組中的電流叫做起動衝擊電流Ip，見橫坐標的標識。

起動衝擊電流Ip的大小約等於電動機額定電流的10~14倍。一般按12倍來計算。

第二階段，起動和堵轉階段

電機轉子開始旋轉，電機電流開始回落。在電機曲線的中段橫坐標中我們能看到起動電流的標識。

同時，電動機的堵轉電流也出現在這裡。

起動和堵轉電流Ir約等於額定電流的4~8.4倍。一般按6倍來計算。

第三階段，運行階段

運行階段電動機轉子轉速已經到達額定值，電機電流也回落到額定值。在電機曲線的最左側，也即曲線的最高處，我們看到了橫坐標上標記了額定運行電流。

電動機額定運行電流In在數值上大約等於2倍的電動機額定功率Pm。例如某電機的功率是1kW，則它的額定電流大約等於2X1=2A。

2.電動機需要何種保護？

從圖1中我們能看到，電動機需要有三種類型的保護：

第一種是過載保護。它的特點是：電流範圍從0.7倍額定值到1.2倍額定值，保護動作的時間長度與電流大小相反。電機電流越大，保護動作時間也就越短。這種電流-時間關係被稱為反時限L動作關係。

值得注意的是，電流-時間動作曲線不一定成反比，也可能與電流的平方成反比。從圖1中我們能看到L保護曲線是反時限的。

我們看到L參數的垂直線部分有可調電流的標記，曲線部分則有可同時調電流和時間的標記。

第二種就是堵轉保護，也就是題主特別關心的保護。

我們已經知道，當電動機起動時它的起動電流較大，而且需要經歷一定的時間。因此，堵轉保護的動作值和時間長度必須將電動機的起動排除掉。

在實際設定保護時，我們只需要讓保護動作的電流值大於電動機的起動電流，讓保護動作的時間長度大於電動機起動時間。由於此處的整定值是固定的，因此電流-時間的特性曲線是水平線和垂直線，又叫做定時限R動作關係。

我們從圖1中能看到R保護曲線是定時限的。我們看到R的垂直線有可調電流的標記，水平線有可調時間的標記。

第三種是短路保護。

我們已經知道，電動機的起動衝擊電流很大，可達10~14倍額定值。因此，短路保護的整定值必須大於電動機的起動衝擊電流。

短路保護I參數的曲線是定時限的，而且時間不可調。它的動作時間其實就是保護裝置測量和執行短路保護的最短時間。

圖1中的I保護就是短路保護。我們看到它的垂直線有可調電流值的標記。

3.執行電動機保護的元器件和它們之間的協調關係

圖2：電動機保護的元器件及保護協調關係

圖2的左邊就是主迴路中的保護元件。其中執行過載保護的是熱繼電器，執行短路保護的是斷路器，執行合分操作的是接觸器。

當發生短路時，在斷路器還未動作前，熱繼電器和接觸器必須要承受短路電流的熱衝擊。因此，斷路器的短路保護動作關係與熱繼電器和接觸器之間一定存在保護的協調配合關係，見圖2右圖中的各個曲線。

由於內容很多，限於篇幅此處略去配合關係的討論和說明。

4.題主的問題討論

題主的問題是針對玩具電機來展開的。

當玩具電機由電池供電時，我們用手捏住它的轉子，強制性地讓電機出現堵轉。由圖1可知，此時一定會出現堵轉電流。

我們來看下圖：

圖3是正常運行狀態的電機，我們看到，載入在電機兩端的電壓會略低於電池電動勢，其差值就是電池內阻r上的壓降。

當電機出現堵轉時，電流相對額定值要大得多。我們從圖4中看到，電機兩端的電壓從U急劇下降到 $U_{R}$ ，下降的原因是因為堵轉電流在電池內阻r上的電壓也急劇增加，致使載入到電機兩端的電壓也降低。

但是，由於這時的電流是堵轉電流，它將對電機定子繞組中產生劇烈的加熱作用，嚴重時將使得電機燒毀。

題主討論的問題只是玩具而已。但在實際工作中，例如起重機電機，當起重物體太重超過電機的載荷能力，這時電機是否會燒掉呢？

答案是否定的。起重機的電機是一種專門設計的電機，當載荷過大超過起重能力時，即使此時電機的轉速近於零，但電機定子電流卻增加不多。

起重電機在轉子迴路中串接了許多電阻，使得電機電流不會因為堵轉而大增，由此保護電機。

這種特性叫做電動機機械特性的硬度。電動機負載特性越硬，帶載能力就越強，堵轉後的電流也就越大，電機也越容易燒毀；反之，電動機機械特性越軟，帶載能力就越差，但堵轉後的電流就越小，電機越不容易燒毀。

下圖是起重電機的機械特性曲線：

我們看到，轉子中電阻串的越多，它的機械特性就越軟，由此保護電機。

有點象硬漢子脾氣大，力氣也大，幹活時就要仰仗硬漢子。但談判時硬漢子非出問題不可，這時就需要依靠肯動腦筋的軟漢子，或者娘子軍了。

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看到評論區談及電動機迴路的配置方案，簡單描述如下：

第一，要知道系統的短路容量，還有電動機的功率和起動方式；

第二，根據變壓器容量和電動機功率參數，校核該電機是否允許直接起動。同時確定電動機主迴路的配置方案；

第三，按電動機額定電流乘以1.2倍後選擇斷路器。接著把電動機的額定電流乘以12倍，再除以10，得到斷路器的額定電流。若此前選擇的斷路器額定電流大於這裡的計算值，則確定，否則要按後面的校核值來選擇斷路器額定電流。

選擇斷路器的極限短路分斷能力大於系統短路容量；

第四，按規定比例選擇接觸器和熱繼電器。接觸器的工作制要與電動機的工作制配合，接觸器的過載倍數也要與工作制配合，AC3為8倍，AC4為10倍。接著校核斷路器、接觸器和熱繼電器的短路保護配合關係，最好選擇類型2。

目前電動汽車和混合動力的電動模式都會有這種工況出現。

最典型的一種工況是開車上馬路牙子：電機需要提供很大的扭矩，但是電機轉速約為0，就好像是強制停止電機轉動一樣。

有什麼風險？對於目前常用的永磁三相電機來說就是會導致某一單相過熱。

為什麼？畫了個三相電機的簡圖：

中間為永磁鐵轉子，1，2，3為三相電輸入的定子，磁鐵與相1的物理夾角為θ。

那麼三相電的電流分別為：

i1 = I * √2 * cos (p*θ + π/2 - ψ)

i2 = I * √2 * cos (p*θ + π/2 - ψ - 2*π/3)

i3 = I * √2 * cos (p*θ + π/2 - ψ - 4*π/3)

上面公式中p是電機極對數目，具體就不解釋了，可以見百度知道：電機極對數_百度百科，ψ是交流電流 i1 和永磁電動勢的相位差，一般為了減少熱損耗設為0。

由上面三相電的電流公式，電機實際輸出的理論扭矩是

T = 3*p*φ*I*cos ψ

φ是永磁鐵磁場的有效值，因為用磁鐵磁場也是餘弦函數 φ1 = φ *√2 * cos (p*θ), I是交流電的有效值。

那麼在爬馬路牙子的時候，扭矩T是遠大於平路蠕動，在p，φ和ψ都是常數的情況下，電流I很大。

同時因為車輛基本處在靜止狀態，即θ基本不變，那麼假設三相中的相1遇到的最差的情況，那麼：

i1 = I * √2

i2 = - I * √2 * 0.5

i3 = - I * √2 * 0.5

在I很大，cos (p*θ + π/2 - ψ) 又是最大值1的情況下，i1就很大，相1就非常容易過熱。

雖然我確定這不是有些人說到的初中物理，但也並沒有很複雜。可是很容易見到一些整車廠在最初設計電動或者混動汽車的時候會容易忽視這一點。

具體怎麼解決這個問題，或者應對這類工況？不深入展開，簡單來說可以從電機的選型或者冷卻上入手，更加積極的解決方案也包括通過讓輪子和電機間的離合器打滑來確保一定的電機轉速，當然前提是這個離合器存在。

當電機正常轉動的時候，也在不停地發電——是的，你沒看錯，電機是在發電。由於電機自身發電產生了一個與加在電機兩端電壓相反的電壓，這個電壓也叫「反向電動勢」。正是由於「反向電動勢」的存在，抵消了絕大部分的加在電機兩端的電壓——全速運轉的電機，電樞兩端實際的電勢差一般都僅有加在電機兩端電壓的 10% 以下（印象中的數值，如有誤請知友在評論中指正）。實際電勢差很小，流經電樞上的電流也就很小了。

但若電機沒有轉動，它就不會發電。此時「反向電動勢」為零，電樞上的電勢差基本與電機兩端電壓相同，其電流就會非常大，根據 $Q=I^{2} Rt$ ，電樞上積累過多熱量，引起導線熔斷，也就是電機燒掉。該情況不僅存在於電機無法轉動的情況下，在非同步電機全壓啟動時也會存在類似的情況。所以「電機軟啟動」算是近年來研究的一個比較熱點的問題。

當電機轉起來時，由於電樞上產生的電流是如此之小，所以只靠由金屬構成的外殼就足夠將其熱量導出了。但有人會問，對大功率電機來講，正常運轉時流經電樞上的電流也是比較大的，難道就不會發熱么？——請看下圖：

圖片來源：電動機的結構與檢修人家可是自備了一個風扇哦~連在電機轉子的主軸上，電機全速開動的時候，風扇就會跟著在旁邊呼呼吹，把熱量都帶走！（耍酷）

電熱爐就是不會轉的馬達丫

驅動汽車的電動機都是通過逆變器驅動的，電源-----》逆變器-----》電動機，堵轉會讓電動機輸出最大扭矩。電流會被自動限制到最大額度電流。電機根本屁事都么有、

簡單地說就是@解慶放的答案——燒。

具體一點，怎麼燒的？

答：被電流燒的。

題主說的是玩具車馬達，這種馬達是直流電動機，就用直流電動機舉例子好了，我在網上找了個原理圖：

具體的你不用管，就關心兩點：

電流是在電樞繞阻（就是圖中綠色的那根線）里流的。
由於感應電動勢 E 的存在（就是圖中藍色的那個 E），對於電源 U（就是圖中紅色的那個 U）來說，馬達是一個有阻抗的用電器——這部分特性叫做電動機的外特性。

當馬達在轉的時候，因為感應電動勢 E 的存在，使得電源 U 不敢過於囂張，電流 I 不會很大。當你不讓馬達轉的時候，那個藍色的感應電動勢 E 就沒有了，而綠色的繞阻部分電阻很小（你可以拆開馬達看看，繞阻一般是銅絲漆包線），於是從電源 U 的角度，馬達就從一個有阻抗的用電器，變成了一根阻抗很小的導線。於是，通過綠色繞阻部分的電流會陡然變大。

高中物理課本裡面電路發熱的公式還記得吧：

$Q=I^{2}R t$ （@余天升建議，使用 $Q=frac{U^{2}t }{R}$ 更能說明問題）

制動之後，電機外特性的等效阻抗，變為繞阻本身很小的阻抗（你也可以理解成電機帶了一個無限大的負載……），電流變得很大，馬達的發熱量 Q 就會很大，溫度就會上升。當溫度高於某個界限的時候，馬達裡面的某些器件受不了了，於是就燒了。

對於直流電機，我介紹一些簡易的公式：

1. 電源電壓-反電動勢=電流×電阻+電流對時間的導數×電感。對於穩態的情況，可以去掉最後一項，變為：電源電壓-反電動勢=電流×電阻

2. 反電動勢正比於轉速。

3. 轉矩正比於電流。

4. 速度對時間的導數正比於（轉矩-阻力矩）

最簡易的情況，就是給電機一個恆壓電源。正常情況下，電機轉速比較高，反電動勢比較高，電流比較小。堵轉後，反電動勢變為0，電流變大。如果電源電壓比較小、電阻比較大、或者電機散熱比較好，並不會損壞電機。反正，如果電源電壓比較大、電阻比較小、電機散熱比較壞，就可能損壞電機。電機是否壞與電機和電路的設計有關。

對於高級一些的應用，不用電壓源驅動電機，而是用電流源驅動電機。這可以在堵轉時起到一定的保護作用。

本來還以為能遇到本專業的問題，能來秀一把。然後差不多已經回答完畢了。還是再來點補充。對@欲三更補充一點點

偷懶一下，直接拍照了。《電力拖動系統控制》-科學出版社，P11.

這是直流電動機的方程，各個標號不要太在意。大致這樣。

對於玩具馬達，我們把它看成直流電動機。題主說的突然停止轉動，排除電氣制動，應該是「機械抱閘」

從電路角度，

第二式，由於k和磁通量（永磁體）不變，n突然為零，則E為零。代入第四式，因為輸入電壓不變，E為零，則I（Ra+Rj）要增加，Ra+Rj（繞組電阻和串入的電阻）為常數，故電流增加。

另外，第三式，即T無窮大，由於k和磁通量（永磁體）不變，所以，電流會突然變大。

原本的發熱功率P1=Ia1^2(Ra+Rj),突然制動之後，P2=Ia2^2(Ra+Rj)，發熱功率大增，引起元件燒壞。

另外，問的是突然制動有什麼影響。除了電路會有問題，多次機械抱閘之後，對閘閥有損壞，要換哦。所以不要隨便亂制動，制動也用電氣制動，溫柔點。

小馬達是有刷電機，不帶控制，停止電流大，然後過熱，最先燒掉的會是漆包線的漆導致短路，然後電機就木有力了。變頻電機和伺服電機有良好保護，要麼檢測到過流保護掉，也就是不給電了，要麼一直限制著電流在安全值。都不會有任何問題。

民間的說法很形象，會說電機被憋壞了。

線圈內流著幾十上百安的電流呢，

這麼大的能量不能轉換成動能，

只好都轉換成熱能。

會導致線圈溫度過高而熔斷。

會燒掉，我試過，小馬達

正常情況下是電能轉化為動能以及少量的熱能，但當無法轉化為動能時將全部轉換為熱能，當溫度超過電動機承受範圍時，電動機就會燒掉。

堵轉導致功率因數(有功功率/視在功率)變得極低——由於電動機不旋轉後沒有反電動勢。

此時電動機中的線圈變為純電感，由於其阻抗一般極低(為了高效，在正常運轉時有高功率因數)，電流會極高而導致燒毀。

如果工廠設備用的電機，有的會有扭矩設定，超出範圍控制器會對電機斷電。

電能轉換必有去向，正常轉動時電能轉化成機械能，若強制制動，電能轉換成的機械能為0，那麼電能肯定有去處，只能發熱了，就是電磁爐啊！

不邀自來

沒其他人回答的那麼專業，說說我觀察到的情況。

家裡是做儀錶車床的。每個車床會配有一個電動機。從小就目睹老媽的絕技，電機瞬間停止。順開的時候，往回撥再往逆開的方向去一點。收到一正一反作用力，電機就能瞬間停止下來。

所以根據我十幾年的觀察，現在的小電機應該是不會有太大的問題。

當然，你要問我會不會，那肯定是獲得了母后的真傳

長時間堵轉會燒壞的

堵轉，電動機的線圈電流過大，發熱嚴重，燒毀。

以前在東聚（Primax）測試過各種馬達，串激，直流，無刷等等，某些特定的產品必須堵轉（就是題主所說的強制停止轉動）如IKA（艾卡）的電機，這是測試電機穩定性的步驟之一。

堵轉的時間一般都是固定的，一般45分鐘——一個小時，首先最直觀的的就是電機微微的震動，然後就是發熱，準確的說是發燙，電機機身在堵轉完成後可以升到100度攝氏度。

----------對以上答案的補充。。

關於堵轉測試，還有另外一項，就是電壓，還是IKA的例子，需要從100V 120V 220V到230V，電壓不一樣，自然發熱程度不一樣.

其實強制是電動機不轉會怎麼樣很簡單，首先電機是將電能轉化為動能的機器，當電機不轉時，相應動能為零，也就是說電能全部轉化為熱能散熱出去，你所說的電動玩具我是不知道內部有沒有熱保護器，就是說當堵轉電機時，電機發熱，若內部有熱保護器，當電機內部到達一定溫度是，熱保護器會啟動切斷電流。使電機內溫度下降，至於有沒有影響當然有了，影響馬達壽命