Cos'è il controllo FOC? Perché sempre più propulsori subacquei adottano il controllo FOC?

FOC (Field Oriented Control, Controllo Orientato al Campo) è una tecnologia avanzata di controllo motore per motori brushless. Controllando con precisione i componenti di coppia e campo magnetico, il FOC offre funzionamento silenzioso, alta efficienza, riduzione del calore e uscita di potenza estremamente fluida.

Nei sistemi di propulsione subacquei – in particolare per ROV (veicoli subacquei telecomandati), AUV (veicoli subacquei autonomi), USV (veicoli di superficie senza equipaggio) e altre piattaforme professionali subacquee dove stabilità e affidabilità sono fondamentali – il controllo FOC sta rapidamente diventando la soluzione standard.

Quando abbinato agli ESC FOC APISQUEEN Beluga 24V 30A / 24V 50A e al propulsore subacqueo APISQUEEN 24V U92 Pro, gli utenti possono sperimentare un miglior controllo a bassa velocità, prestazioni acustiche ottimizzate ed efficienza energetica complessiva in applicazioni subacquee reali.

1. Come funziona il controllo FOC e i suoi principali vantaggi

Il FOC, noto anche come controllo vettoriale, è progettato per motori BLDC (Brushless DC Motors) e PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motors).

Il principio fondamentale del FOC consiste nel decomporre matematicamente la corrente trifase del motore in due componenti indipendenti:

• Componente di coppia (Iq)
  Responsabile direttamente della generazione della coppia del motore.

• Componente di flusso (Id)
  Responsabile della creazione e del mantenimento del campo magnetico.

Regolando dinamicamente ampiezza e fase di queste due componenti in tempo reale, il FOC permette al motore di operare vicino al suo stato elettromagnetico ideale in tutte le condizioni.

Vantaggi principali del FOC rispetto al controllo tradizionale a onda quadra/trapezoidale:

• Funzionamento ultra fluido
  L’uscita di corrente sinusoidale riduce notevolmente le fluttuazioni di coppia, vibrazioni e urti meccanici.

• Eccellente precisione a bassa velocità
  Spinta stabile e lineare anche a bassissimi RPM, ideale per manovre subacquee precise e mantenimento della posizione.

• Maggiore efficienza
  Migliore utilizzo della corrente riduce le perdite elettriche e aumenta l’autonomia della batteria.

• Minore generazione di calore
  Riduzione delle perdite di rame e ferro migliora l’affidabilità dei propulsori subacquei sigillati.

• Riduzione del rumore acustico
  La guida sinusoidale minimizza il rumore elettromagnetico, rendendola adatta a ricerca scientifica, ispezioni e riprese subacquee.

Confronto dei metodi di controllo:

2. Soluzioni APISQUEEN FOC ESC per propulsori subacquei

Per soddisfare le esigenze dei sistemi di propulsione subacquei, APISQUEEN offre due ESC FOC ad alte prestazioni, progettati specificamente per affidabilità, efficienza e controllo fluido:

1. APISQUEEN Beluga 24V 30A FOC ESC

• Supporta controllo PWM, personalizzazione opzionale RS485 / CAN bus

• Avvio fluido a bassa velocità, ideale per piccoli ROV, strumenti scientifici e piattaforme subacquee leggere

• Protezioni integrate: sovracorrente, sovratensione e protezione termica

2. APISQUEEN Beluga 24V 50A FOC ESC

• Maggiore potenza per propulsori medi e grandi

• Risposta dinamica rapida per controllo preciso a bassa velocità e funzionamento stabile ad alta spinta

• Progettato per operazioni continue di lunga durata, aumentando la vita utile del propulsore

3. Prestazioni reali del propulsore subacqueo APISQUEEN 24V U92 Pro

Abbinato agli ESC FOC APISQUEEN Beluga, l’U92 Pro offre miglioramenti significativi in ambienti subacquei reali:

• Rumore operativo ridotto
  Gli utenti riportano livelli di rumore significativamente inferiori a velocità basse e medie.

• Spinta fluida e lineare
  Il controllo FOC garantisce risposta prevedibile della spinta su tutta la gamma di velocità, eliminando vibrazioni a bassa velocità e picchi improvvisi di coppia.

• Maggiore efficienza e riduzione del calore
  Minori perdite energetiche aumentano l’autonomia della batteria e riducono lo stress termico, estendendo la vita utile del propulsore.

• Alta affidabilità in ambienti difficili
  L’U92 Pro dispone di motore a rotore esterno con alloggiamento resistente a sabbia, fango e corrosione; combinato con FOC, funziona in modo affidabile in condizioni subacquee complesse.

4. Vantaggi pratici del controllo FOC in applicazioni subacquee

1. Ricerca scientifica ed esplorazione
   Basso rumore e spinta stabile minimizzano le interferenze con sistemi sonar e strumenti subacquei sensibili.

2. Manovre precise a bassa velocità
   Sistemi multi-propulsore richiedono controllo accurato a bassa velocità per regolazione assetto, crociera e mantenimento posizione – FOC offre risposta fluida e prevedibile.

3. Funzionamento continuo a lungo termine
   Alta efficienza e ridotta generazione di calore rendono FOC ideale per missioni di lunga durata e piattaforme orientate alla resistenza.

4. Operazioni in ambienti difficili
   I propulsori subacquei sigillati hanno capacità limitata di dissipazione del calore; FOC riduce l’accumulo termico migliorando significativamente l’affidabilità complessiva del sistema.

5. Domande frequenti (FAQ)

D1: Il FOC richiede un encoder?
Non necessariamente. Molti propulsori subacquei utilizzano FOC sensorless, dove il controller stima la posizione del rotore algoritmicamente, semplificando la struttura del sistema e migliorando l’affidabilità.

D2: Il FOC è sempre migliore del controllo a onda quadra?
Nella maggior parte delle applicazioni ad alte prestazioni, sì. Tuttavia, il FOC comporta costi hardware e di sviluppo più elevati. Per applicazioni a basso costo o entry-level, il controllo a onda quadra può essere sufficiente.

D3: L’U92 Pro APISQUEEN può essere usato in acqua di mare?
Sì. Il design resistente alla corrosione, combinato con FOC, garantisce un funzionamento affidabile a lungo termine in acqua salata, sabbiosa e fangosa.

6. Conclusione

Il FOC non è una tecnologia nuova, ma sta diventando sempre più popolare nei sistemi di propulsione subacquei grazie ai suoi chiari vantaggi:

• Uscita di spinta fluida e precisa, soprattutto a basse velocità

• Riduzione del rumore, maggiore efficienza e durata della batteria più lunga

• Affidabilità migliorata se abbinato a propulsori di alta qualità come l’APISQUEEN 24V U92 Pro

Combinando ESC FOC APISQUEEN Beluga 24V 30A / 50A con propulsori subacquei professionali, gli utenti possono ottenere una propulsione più silenziosa, fluida ed efficiente per applicazioni come ROV, AUV, piattaforme di ricerca, sistemi di ispezione e barche elettriche, risolvendo efficacemente problemi comuni legati a vibrazioni a bassa velocità, rumore e gestione del calore.