Qu’est-ce que la commande FOC ? Pourquoi de plus en plus de propulseurs sous-marins adoptent-ils la commande FOC ?

FOC (Field Oriented Control, contrôle orienté champ) est une technologie avancée de contrôle moteur pour moteurs sans balais. En contrôlant précisément les composants de couple et de champ magnétique, le FOC offre un fonctionnement silencieux, une haute efficacité, réduit la génération de chaleur et assure une sortie de puissance extrêmement fluide.

Dans les systèmes de propulsion sous-marine – notamment pour les ROV (véhicules sous-marins télécommandés), AUV (véhicules sous-marins autonomes), USV (véhicules de surface sans équipage) et autres plateformes professionnelles sous-marines où la stabilité et la fiabilité sont cruciales – le contrôle FOC devient rapidement la solution de référence.

Lorsqu’il est combiné avec les ESC FOC APISQUEEN Beluga 24V 30A / 24V 50A et le propulseur sous-marin APISQUEEN 24V U92 Pro, les utilisateurs peuvent bénéficier d’un contrôle nettement amélioré à basse vitesse, d’une performance acoustique optimisée et d’une efficacité énergétique accrue dans des applications sous-marines réelles.

1. Fonctionnement du contrôle FOC et ses principaux avantages

Le FOC, également appelé contrôle vectoriel, est conçu pour les moteurs BLDC (moteurs à courant continu sans balais) et PMSM (moteurs synchrones à aimants permanents).

Le principe fondamental du FOC consiste à décomposer mathématiquement le courant triphasé du moteur en deux composants indépendants :

• Composant de couple (Iq)
  Responsable directement de la production du couple moteur.

• Composant de flux (Id)
  Responsable de la création et du maintien du champ magnétique.

En ajustant dynamiquement l’amplitude et la phase de ces deux composants en temps réel, le FOC permet au moteur de fonctionner proche de son état électromagnétique idéal dans toutes les conditions.

Avantages clés du FOC par rapport au contrôle traditionnel à onde carrée/trapézoïdale :

• Fonctionnement ultra-lisse
  La sortie en courant sinusoïdal réduit fortement les ondulations de couple, les vibrations et les chocs mécaniques.

• Excellente précision à basse vitesse
  Poussée stable et linéaire même à très faible RPM, idéale pour des manœuvres sous-marines précises et le maintien de position.

• Efficacité accrue
  Meilleure utilisation du courant, réduisant les pertes électriques et prolongeant l’autonomie de la batterie.

• Réduction de la chaleur
  Réduction des pertes cuivre et fer, améliorant la fiabilité des propulseurs sous-marins étanches.

• Bruit acoustique réduit
  La commande sinusoïdale minimise le bruit électromagnétique, adaptée à la recherche scientifique, aux inspections et à la prise de vue sous-marine.

Comparaison des méthodes de contrôle :

2. Solutions APISQUEEN FOC ESC pour propulseurs sous-marins

Pour répondre aux exigences strictes des systèmes de propulsion sous-marine, APISQUEEN propose deux ESC FOC haute performance, conçus spécifiquement pour la fiabilité, l’efficacité et le contrôle fluide :

1. APISQUEEN Beluga 24V 30A FOC ESC

• Compatible contrôle PWM, personnalisation optionnelle RS485 / CAN bus

• Démarrage en douceur à basse vitesse, idéal pour les petits ROV, instruments scientifiques et plateformes sous-marines légères

• Protections intégrées : surintensité, surtension et protection thermique

2. APISQUEEN Beluga 24V 50A FOC ESC

• Puissance supérieure pour propulseurs moyens à grands

• Réponse dynamique rapide pour un contrôle précis à basse vitesse et une opération stable à forte poussée

• Conçu pour un fonctionnement continu de longue durée, prolongeant la durée de vie du propulseur

3. Performance réelle du propulseur sous-marin APISQUEEN 24V U92 Pro

Associé aux ESC FOC APISQUEEN Beluga, le U92 Pro offre des améliorations significatives dans des environnements sous-marins réels :

• Réduction du bruit opérationnel
  Les utilisateurs constatent une diminution significative du bruit à vitesses basse et moyenne.

• Poussée fluide et linéaire
  Le contrôle FOC assure une réponse de poussée prévisible sur toute la plage de vitesses, éliminant les à-coups à basse vitesse et les variations brusques de couple.

• Efficacité accrue et réduction de la chaleur
  Moins de pertes d’énergie, autonomie de batterie prolongée et moindre stress thermique, prolongeant la durée de vie du propulseur.

• Fiabilité élevée en environnements difficiles
  Le U92 Pro est doté d’un moteur à rotor externe avec boîtier résistant au sable, à la boue et à la corrosion. Combiné au FOC, il fonctionne de manière fiable dans des conditions sous-marines complexes.

4. Avantages pratiques du FOC dans les applications sous-marines

1. Recherche scientifique et exploration
   Le faible bruit et la poussée stable minimisent les interférences avec les systèmes sonar et instruments sous-marins sensibles.

2. Manœuvres précises à basse vitesse
   Les systèmes multi-propulseurs nécessitent un contrôle précis à basse vitesse pour l’ajustement de l’attitude, la navigation et le maintien de position – le FOC offre une réponse fluide et prévisible.

3. Fonctionnement continu sur le long terme
   Haute efficacité et faible génération de chaleur rendent le FOC idéal pour les missions de longue durée et les plateformes axées sur l’endurance.

4. Opération dans des environnements difficiles
   Les propulseurs sous-marins étanches ont une dissipation thermique limitée ; le FOC réduit l’accumulation de chaleur et améliore considérablement la fiabilité globale du système.

5. FAQ

Q1 : Le FOC nécessite-t-il un encodeur ?
Pas nécessairement. De nombreux propulseurs sous-marins utilisent le FOC sans capteur, où le contrôleur estime la position du rotor par algorithme, simplifiant la structure du système et améliorant la fiabilité.

Q2 : Le FOC est-il toujours meilleur que le contrôle à onde carrée ?
Dans la plupart des applications haute performance, oui. Cependant, le FOC implique des coûts matériels et de développement plus élevés. Pour des applications à faible coût ou d’entrée de gamme, le contrôle à onde carrée peut suffire.

Q3 : Le U92 Pro APISQUEEN peut-il être utilisé en eau de mer ?
Oui. Son design résistant à la corrosion, combiné au FOC, assure un fonctionnement fiable à long terme en eau salée, sableuse ou boueuse.

6. Conclusion

Le FOC n’est pas une technologie nouvelle, mais il devient de plus en plus populaire dans les systèmes de propulsion sous-marine grâce à ses avantages clairs :

• Poussée fluide et précise, en particulier à basse vitesse

• Réduction du bruit, meilleure efficacité et autonomie prolongée

• Fiabilité améliorée avec des propulseurs de haute qualité tels que le APISQUEEN 24V U92 Pro

En combinant les ESC FOC APISQUEEN Beluga 24V 30A / 50A avec des propulseurs professionnels sous-marins, les utilisateurs peuvent obtenir une propulsion plus silencieuse, plus fluide et plus efficace pour des applications telles que ROVs, AUVs, plateformes de recherche, systèmes d’inspection et bateaux électriques, résolvant efficacement les problèmes courants liés aux vibrations à basse vitesse, au bruit et à la gestion thermique.