Cogging Test System – Magtrol: Giải pháp kiểm tra mô-men Cogging & Detent cho động cơ nam châm vĩnh cửu

1. Giới thiệu về Cogging Torque và nhu cầu kiểm tra

• Cogging Torque (Mô-men răng cưa) là hiện tượng mô-men kháng do tương tác từ trường giữa nam châm rotor và răng thép của stator trong động cơ nam châm vĩnh cửu (Permanent Magnet, PM) khi động cơ chưa được cấp điện.

• Detent Torque = Cogging Torque + Friction Torque (mô-men ma sát) – là mô-men mà rotor bị giữ lại ở các vị trí răng trước khi có mô-men điện từ.

• Cogging torque gây ripple (dao động mô-men), tạo ra rung động, tiếng ồn và ảnh hưởng đến độ mượt của động cơ, đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng servo, robot, thiết bị y tế hay các động cơ BLDC hoạt động với tốc độ thấp.

Vì vậy, việc đo đạc và kiểm soát Cogging Torque và Detent Torque là bắt buộc để đảm bảo chất lượng động cơ, độ êm ái, độ ổn định và trải nghiệm người dùng.

---

2. Giới thiệu về Cogging Test System (CTS) của Magtrol

CTS Cogging Test System là hệ thống kiểm tra riêng biệt (stand-alone) do Magtrol phát triển, nhằm đo và phân tích các thông số:

• Detent Torque

• Cogging Torque

• Friction Torque

Hệ thống này được thiết kế để test động cơ PM (Permanent Magnet), đặc biệt các motor BLDC / servo mà thông số cogging ảnh hưởng lớn tới hiệu suất động cơ khi hoạt động ở tốc độ thấp hoặc không tải.

---

3. Tính năng & thông số kỹ thuật nổi bật

Dưới đây là các tính năng và thông số kỹ thuật của hệ thống CTS từ Magtrol – nguồn từ tài liệu chính hãng:

---

4. Ưu điểm của hệ thống CTS Magtrol

• Độ nhạy & đo nhỏ tốt: Với dải mô-men nhỏ (<1 mN·m), thích hợp để phát hiện cogging rất nhỏ, đặc biệt trong motor mini hoặc servo đòi hỏi mượt mà.

• Độ chính xác cao & lặp lại được: Sai số chỉ ~0.1% RT, khả năng đo góc tốt → cho kết quả đáng tin cậy.

• Phần mềm phân tích đa dạng: từ đồ thị dạng XY, Polar đến phân tích Fourier (FFT) giúp xác định tần số cogging, vận hành ở hướng CW và CCW so sánh, overlay nhiều đường dữ liệu để so sánh hiệu suất giữa nhiều mẫu motor.

• Thiết kế test rảnh tay: hoạt động độc lập, dễ lắp đặt Motor Under Test (MUT), chỉ cần nguồn AC và konektor USB cho điều khiển + lấy dữ liệu.

• Tính bảo vệ thiết bị cao: có khớp an toàn để tránh hư hại khi thử nghiệm sai, giúp nâng tuổi thọ cho cảm biến và hệ thống đo.

• Linh hoạt trong phạm vi đo & mô hình motor: có nhiều model (CTS100, CTS101, CTS102, CTS103, CTS104) với dải mô-men khác nhau để phù hợp với các loại motor nhỏ đến vừa phải. 

---

5. Ứng dụng thực tế của Cogging Test System

Hệ thống này thường được dùng trong các ngành:

• Sản xuất động cơ BLDC / servo. Kiểm tra cogging để giảm tiếng ồn, độ rung và đảm bảo cảm giác mượt ở tốc độ thấp hoặc khi không tải.

• Robot & thiết bị tự động. Motor servo, motor bước cần độ mượt cao khi chuyển động vị trí, cogging thấp để tránh rung lắc.

• Thiết bị y tế hoặc đo đạc chính xác. Khi motor hoạt động chậm hoặc trong môi trường cần độ yên tĩnh cao.

• Ngành ô tô & phương tiện điện. Motor trợ lực, quạt, motor nhỏ hay mô tơ điều khiển cần tiếng ồn thấp và vận hành ổn định.

• Phòng thí nghiệm & phát triển R&D. Thiết kế motor mới, đánh giá thiết kế răng stator, khoảng không khí (air gap) giữa rotor/stator, thử nghiệm các vật liệu thân rotor hay stator khác nhau để giảm cogging.

---

6. Giải pháp triển khai & lưu ý khi sử dụng

Để sử dụng hệ thống CTS tối ưu, cần lưu ý:

• Định vị/montage Motor Under Test (MUT). Đảm bảo motor được gắn chắc chắn, đồng tâm và không bị lỏng để tránh sai số.

• Tốc độ vận hành thấp. Vì cogging torque biểu hiện rõ hơn ở tốc độ thấp (~1-10 rpm). Nếu tốc độ quá cao có thể ảnh hưởng bởi quán tính.

• Điều chỉnh offset / hiệu chỉnh không tải. Phần mềm CTS có chức năng “zero-offset adjustment” để loại bỏ tín hiệu nhiễu khi MUT chưa gắn. 

• Kết nối phần mềm & lưu dữ liệu. Sử dụng phần mềm kèm theo để thu dữ liệu, so sánh đường cong cogging, overlay nhiều mẫu, lưu file CSV/TXT để phân tích.

• Chọn model có dải mô-men phù hợp. Vì nếu chọn sensor có dải quá lớn so với mẫu motor, độ nhạy sẽ thấp; nếu dải quá nhỏ thì vượt ngưỡng đo.

---

7. So sánh với các giải pháp khác

Một số hãng khác có hệ thống đo cogging torque / torque ripple như Sugawara, 4Q Systems. So với các giải pháp này, hệ thống Magtrol có ưu điểm:

• Dải đo nhỏ tới mức mN·m (thường trong động cơ mini) với độ chính xác cao.

• Phần mềm hiển thị và xuất dữ liệu đa dạng (polar, FFT, multi-graph).

• Thiết bị standalone, dễ sử dụng, tiêu chuẩn quốc tế.

---

8. Kết luận

Cogging Test System (CTS) của Magtrol là một giải pháp đo lường cogging, detent & friction torque chuyên nghiệp, chính xác và linh hoạt. Với các tính năng cao cấp như dải mô-men nhỏ (<1 mN·m), độ phân giải góc tốt, phần mềm chuyên dụng và khả năng xuất dữ liệu phân tích, đây là lựa chọn lý tưởng cho:

• Các nhà sản xuất động cơ BLDC / PM cần cải thiện độ mượt & giảm rung/tiếng ồn

• Phòng thí nghiệm / R&D phát triển thiết kế rotor-stator mới

• Kiểm soát chất lượng trong sản xuất hàng loạt động cơ servo hoặc motor nhỏ

Hãy liên hệ ngay với Jon & Jul để được tư vấn và trải nghiệm các giải pháp! Chúng tôi sẵn sàng đồng hành cùng bạn trong mọi dự án..