מהי בקרת FOC? מדוע יותר ויותר מנועי מנוע תת-ימיים מאמצים בקרת FOC?

FOC (בקרת שדה ממוקד, Field Oriented Control) היא טכנולוגיית בקרה מתקדמת למנועים ללא מברשות. על ידי בקרת רכיבי מומנט ושדה מגנטי בדיוק גבוה, FOC מספקת פעולה שקטה, יעילות גבוהה, הפחתת חום ותפוקת כוח חלקה במיוחד.

במערכות הנעה תת-ימיות – במיוחד עבור ROV (רובוטים תת-ימיים מבוקרי שלט רחוק), AUV (רובוטים תת-ימיים אוטונומיים), USV (כלי שיט בלתי מאוישים) ופלטפורמות מקצועיות תת-ימיות אחרות שבהן יציבות ואמינות קריטיות – בקרת FOC הופכת במהירות לפתרון הסטנדרטי.

בצירוף עם ESC FOC APISQUEEN Beluga 24V 30A / 24V 50A ופרופלור תת-ימי APISQUEEN 24V U92 Pro, המשתמשים יכולים לחוות שליטה משופרת במהירויות נמוכות, ביצועים אקוסטיים משופרים ויעילות אנרגטית גבוהה יותר ביישומים תת-ימיים אמיתיים.

1. אופן פעולת בקרת FOC והיתרונות המרכזיים שלה

FOC, הידועה גם כבקרה וקטורית, נועדה עבור מנועי BLDC (מנועי DC ללא מברשות) ו-PMSM (מנועים סינכרוניים עם מגנט קבוע).

העיקרון המרכזי של FOC הוא לפצל מתמטית את הזרם התלת-פאזי של המנוע לשני רכיבים עצמאיים:

• רכיב מומנט (Iq)
  אחראי ישירות ליצירת מומנט המנוע.

• רכיב שדה (Id)
  אחראי על יצירה ותחזוקה של השדה המגנטי.

על ידי התאמת עוצמה ושלב שני הרכיבים בזמן אמת, FOC מאפשרת למנוע לפעול קרוב למצב האלקטרומגנטי האידיאלי שלו בכל תנאי פעולה.

יתרונות מרכזיים של FOC לעומת בקרה מסורתית בגלי ריבוע/טרפז:

• פעולה חלקה במיוחד
  זרם סינוסואידי מפחית משמעותית תנודות מומנט, רעידות וזעזועים מכניים.

• דיוק מצוין במהירויות נמוכות
  דחף יציב ולינארי גם ב-RPM נמוכים מאוד, אידיאלי לתמרון תת-ימי מדויק ושמירה על מיקום.

• יעילות גבוהה יותר
  ניצול זרם טוב יותר מפחית אובדן חשמלי ומאריך את חיי הסוללה.

• פחות חום
  אובדן נחושת וברזל מופחת משפר משמעותית את האמינות בפרופלורים תת-ימיים אטומים.

• רעש אקוסטי נמוך
  הפעלה סינוסואידית מפחיתה רעש אלקטרומגנטי, מתאימה למחקר מדעי, בדיקות וצילום תת-ימי.

השוואת שיטות בקרה:

2. פתרונות ESC FOC של APISQUEEN לפרופלורים תת-ימיים

כדי לעמוד בדרישות המחמירות של מערכות הנעה תת-ימיות, APISQUEEN מציעה שני ESC FOC ביצועים גבוהים, שתוכננו במיוחד לאמינות, יעילות ובקרה חלקה:

1. APISQUEEN Beluga 24V 30A FOC ESC

• תומך בבקרת PWM, התאמה אופציונלית דרך RS485 / CAN bus

• הפעלה חלקה במהירויות נמוכות, אידיאלי ל-ROV קטנים, כלי מחקר ומערכות תת-ימיות קלות

• הגנות מובנות: עודף זרם, מתח יתר והגנה תרמית

2. APISQUEEN Beluga 24V 50A FOC ESC

• כוח גבוה יותר לפרופלורים בינוניים וגדולים

• תגובה דינמית מהירה לשליטה מדויקת במהירויות נמוכות ולפעולה יציבה במומנט גבוה

• תוכנן לפעולה רציפה לאורך זמן, מאריך את חיי הפרופלור

3. ביצועים אמיתיים של פרופלור תת-ימי APISQUEEN 24V U92 Pro

בצירוף עם ESC FOC של APISQUEEN Beluga, U92 Pro מספק שיפורים משמעותיים בסביבות תת-ימיות אמיתיות:

• רעש תפעולי נמוך יותר
  משתמשים מדווחים על הפחתה משמעותית ברמות הרעש במהירויות נמוכות ובינוניות.

• דחף חלק ולינארי
  בקרת FOC מבטיחה תגובת דחף צפויה בכל טווח המהירויות, ומונעת רעידות ומהמורות פתאומיות במומנט.

• יעילות גבוהה יותר והפחתת חום
  פחות אובדן אנרגיה, סוללה מחזיקה יותר והפחתת מתח תרמי, מאריכה את חיי הפרופלור.

• אמינות גבוהה בסביבות קשות
  U92 Pro מצויד במנוע רוטור חיצוני עם מעטפת עמידה לחול, בוץ וקורוזיה; בשילוב עם FOC פועל באופן אמין בתנאים מורכבים.

4. יתרונות מעשיים של FOC ביישומים תת-ימיים

1. מחקר מדעי וחקירה
   רעש נמוך ודחף יציב מצמצמים הפרעה למערכות סונאר ולכלים תת-ימיים רגישים.

2. תמרון מדויק במהירויות נמוכות
   מערכות עם מספר פרופלורים דורשות שליטה מדויקת במהירויות נמוכות לכיוונון, תנועה ושמירה על מיקום – FOC מספקת תגובה חלקה וחזויה.

3. פעולה רציפה לאורך זמן
   יעילות גבוהה והפחתת חום הופכים את FOC לאידיאלי למשימות ארוכות ולטיפוסי פלטפורמות ממוקדות סיבולת.

4. תפעול בסביבות קשות
   פרופלורים אטומים מוגבלים בפינוי חום; FOC מפחיתה חימום ומשפרת באופן משמעותי את האמינות הכוללת של המערכת.

5. שאלות נפוצות (FAQ)

שאלה 1: האם FOC דורש אנקודר?
לא בהכרח. פרופלורים רבים משתמשים ב-FOC ללא חיישן, כאשר הבקר מעריך את מיקום הרוטור אלגוריתמית, מה שמפשט את מבנה המערכת ומשפר אמינות.

שאלה 2: האם FOC תמיד עדיף על בקרה בגלי ריבוע?
ברוב היישומים בעלי ביצועים גבוהים – כן. עם זאת, FOC דורש חומרה ועלויות פיתוח גבוהות יותר. עבור יישומים זולים או למתחילים, בקרה בגלי ריבוע יכולה להספיק.

שאלה 3: האם U92 Pro של APISQUEEN ניתן להשתמש במי ים?
כן. העיצוב העמיד בפני קורוזיה בשילוב עם FOC מבטיח פעולה אמינה לאורך זמן במי ים, חול ובוץ.

6. מסקנה

FOC אינה טכנולוגיה חדשה, אך היא נעשית פופולרית יותר ויותר במערכות הנעה תת-ימיות בזכות יתרונותיה הברורים:

• דחף חלק ומדויק, במיוחד במהירויות נמוכות

• הפחתת רעש, יעילות גבוהה יותר וחיי סוללה ארוכים יותר

• אמינות משופרת בשילוב עם פרופלורים איכותיים כגון APISQUEEN 24V U92 Pro

על ידי שילוב ESC FOC APISQUEEN Beluga 24V 30A / 50A עם פרופלורים מקצועיים, המשתמשים יכולים להשיג הנעה שקטה, חלקה ויעילה יותר עבור ROV, AUV, פלטפורמות מחקר, מערכות בדיקה וסירות חשמליות, ובכך לפתור בעיות נפוצות של רעידות במהירויות נמוכות, רעש וניהול חום.