电机运行过程中，堵转是一个需要重点关注的问题。下面我们将深入探讨电机堵转的定义、成因、影响，以及多种实用的堵转保护方法。

堵转的定义与成因

堵转的定义

电机堵转，简单来说，就是电机转子被卡住，无法正常转动。从本质上看，这通常是由于电机承受了过大的负载，导致其转动受阻。

堵转的成因

电机堵转的原因主要分为机械因素和人为因素两大类。机械方面，电机负载过大是常见原因，比如拖动的机械设备出现故障，像传动部件卡死、机械结构变形等；轴承损坏扫堂也会使电机转动阻力增大，最终导致堵转。人为因素则可能包括操作不当，如给电机施加了超出其承受能力的负载等。

堵转的危害

电机一旦发生堵转，会产生严重的后果。堵转时，电机的功率因数极低，堵转电流可能会达到额定电流的 7 倍之多。长时间处于堵转状态，电机极易被烧坏。因此，在电机的一般性试验中，堵转试验是必不可少的一项内容，以此检验电机在堵转情况下的性能和安全性。

当电机堵转时，由于转子不再转动，所有输入的电能都只能消耗在电机定子线圈上。这会导致两种主要的烧毁情况：一是过流烧毁，如果电流超过了定子线圈或者功率管所能承受的最大电流，电机或功率管会直接被烧毁；二是过温烧毁，即便电流较小，但定子线圈或功率管因长时间恒定导通而持续发热，温度不断升高，最终也可能被烧毁。由此可见，实施有效的堵转保护措施至关重要。

堵转保护的常见分类

堵转电流保护

保护定义

在采用六步换相法驱动电机的过程中，如果任意一个相位持续恒定导通一定时间，并且电流超过了预先设定的阈值，我们就判定发生了堵转电流情况，此时应立即让电机停机。

保护原理与参数设置

这种保护机制的原理很容易理解，当电流过大且持续时间较长时，电机和功率管面临烧毁的风险，必须及时停机以避免损坏。堵转时间和电流的设定需要综合考虑功率管和电机定子线圈的电流承受能力。根据个人经验，堵转电流一般不宜设置过大，大致可设定在额定电流的 1/3 以下；堵转时间也不应过长，可参考电机最低转速时单相时间的 1.5 倍或 2 倍。

然而，在一些电机产品的规格书中，为了提高所谓的带负载能力，常常要求在较大的堵转电流情况下，堵转时间还能持续 1 秒钟、2 秒钟甚至更长时间。这种要求实际上存在很大风险且不合理。因为如果负载在功率管或电机的功率范围内，且驱动参数设置正确，电机大概率不会发生堵转。一旦出现堵转，很可能是负载超过了功率管或电机的功率范围，或者驱动参数需要优化。在这种情况下，让功率管或电机继续超负荷工作，很容易导致它们被烧毁，正确的做法应该是立即停机保护，或者对驱动参数进行优化。

堵转相位保护

保护定义

在六步换相法驱动电机的过程中，如果任意一个相位持续恒定导通一定时间，我们就认为发生了堵转相位情况，应立即让电机停机。简单来说，只要电机不再进行换相操作，或者换相条件一直无法满足，都应该触发停机保护。

保护的发明背景与重要性

大多数人对堵转电流保护比较熟悉，但堵转相位保护却鲜为人知，实际上这是我在电机驱动实践过程中发明的一种保护方法。在一次堵转调试过程中，我遇到了一个棘手的问题：明明电流很小，没有达到触发堵转电流保护的条件，但功率管却冒烟烧毁了。经过反复思考和分析，我发现是因为电流太小，没有触发堵转电流保护，而功率管由于长时间恒定导通，持续发热，最终因温度过高而损坏。相信不少同行可能也遇到过类似的情况。为了验证这一点，大家可以尝试将 PWM 占空比设置为 10%，让电流小到无法触发堵转电流保护，然后使任意一相恒定导通，观察功率管的情况。

多级堵转电流保护

保护定义

多级堵转电流保护是堵转电流保护的升级版本。它可以设计多档不同的堵转电流保护阈值，多级保护同时运行，互不干扰。只要任意一级的保护条件得到满足，电机就会立即停机进行保护。

保护的应用场景与原理

在一些大电流应用场景中，比如电流超过 50A 的情况，堵转发生的时间是随机的，可能在任意电流大小下都会出现堵转，例如 30A、40A、50A 等。根据“小电流长时间，大电流短时间”的原理，多级堵转电流保护应运而生。例如，可以设置当堵转电流超过 50A 时，持续 5ms 就停机保护；当堵转电流超过 40A 时，持续 10ms 停机保护；当堵转电流超过 30A 时，持续 15ms 停机保护。

堵转保护在电机驱动系统中是不可或缺的重要组成部分，它能够有效避免电机因堵转而损坏，保障电机的安全稳定运行。在设置堵转保护的电流和时间参数时，必须综合考虑功率管和电机的功率等实际情况，不能仅仅按照产品功能要求盲目设置，否则很容易导致电路板损坏或电机烧毁。堵转相位保护在实际应用中很容易被忽视，但它的重要性不容小觑，希望大家在电机驱动设计和使用过程中能够引起足够的重视。