Wat is FOC-besturing? Waarom passen steeds meer onderwateraandrijvingen FOC-besturing toe?

FOC (Field Oriented Control, veldgeoriënteerde regeling) is een geavanceerde motortechnologie voor borstelloze motoren. Door het nauwkeurig regelen van koppel- en magnetische veldcomponenten biedt FOC een stille werking, hoge efficiëntie, verminderde warmteontwikkeling en een zeer soepele vermogensafgifte.

In onderwater voortstuwingssystemen – met name ROV’s (op afstand bestuurde voertuigen), AUV’s (autonome onderwatervoertuigen), USV’s (onbemande oppervlaktevoertuigen) en andere professionele onderwaterplatforms waar stabiliteit en betrouwbaarheid cruciaal zijn – wordt FOC snel de standaardoplossing.

In combinatie met APISQUEEN Beluga 24V 30A / 24V 50A FOC ESC’s en de APISQUEEN 24V U92 Pro onderwaterthruster kunnen gebruikers in echte onderwatertoepassingen aanzienlijk verbeterde laag-snelheidscontrole, akoestische prestaties en algehele energie-efficiëntie ervaren.

1. Hoe FOC werkt en de belangrijkste voordelen

FOC, ook wel vectorregeling genoemd, is ontworpen voor BLDC (borstelloze gelijkstroommotoren) en PMSM (permanente magneet synchrone motoren).

Het kernprincipe van FOC is het wiskundig splitsen van de driefasige motorstroom in twee onafhankelijke componenten:

• Koppelcomponent (Iq)
  Verantwoordelijk voor het genereren van het motorkoppel.

• Fluxcomponent (Id)
  Verantwoordelijk voor het opbouwen en behouden van het magnetische veld.

Door de grootte en fase van deze twee componenten in realtime dynamisch aan te passen, kan FOC de motor onder alle omstandigheden bijna in een ideale elektromagnetische toestand laten werken.

Belangrijkste voordelen van FOC ten opzichte van traditionele vierkante golf/trapeziumregeling:

• Ultra-soepel functioneren
  Sinusvormige stroomuitvoer vermindert koppelrimpeling, trillingen en mechanische schokken aanzienlijk.

• Uitstekende precisie bij lage snelheid
  Stabiele en lineaire stuwkracht bij zeer lage RPM, ideaal voor precieze onderwatermanoeuvres en station-keeping.

• Hogere efficiëntie
  Betere stroombenutting vermindert energieverlies en verlengt de batterijduur.

• Lagere warmteontwikkeling
  Verminderde koper- en ijzerverliezen verbeteren de betrouwbaarheid van afgesloten onderwaterthrusters.

• Lager akoestisch geluid
  Sinusvormige aandrijving minimaliseert elektromagnetische ruis, geschikt voor wetenschappelijk onderzoek, inspectie en onderwaterfilmen.

Vergelijking van regelmethoden:

2. APISQUEEN FOC ESC-oplossingen voor onderwaterthrusters

Om te voldoen aan de veeleisende vereisten van onderwatervoortstuwingssystemen, biedt APISQUEEN twee hoogpresterende FOC ESC’s, speciaal ontworpen voor betrouwbaarheid, efficiëntie en soepele controle:

1. APISQUEEN Beluga 24V 30A FOC ESC

• Ondersteunt PWM-besturing, optionele RS485 / CAN-bus aanpassing

• Soepele laag-snelheid start, ideaal voor kleine ROV’s, wetenschappelijke instrumenten en lichte onderwaterplatforms

• Ingebouwde bescherming: overstroom, overspanning en thermische bescherming

2. APISQUEEN Beluga 24V 50A FOC ESC

• Hogere vermogensoutput voor middelgrote tot grote onderwaterthrusters

• Snelle dynamische respons voor zowel precieze laag-snelheidsregeling als stabiele hoge-stuwkrachtwerking

• Ontworpen voor langdurige continue werking, verlengt de levensduur van de thruster

3. Reële prestaties met de APISQUEEN 24V U92 Pro onderwaterthruster

In combinatie met APISQUEEN Beluga FOC ESC’s levert de U92 Pro onderwaterthruster significante verbeteringen in echte onderwateromgevingen:

• Lagere operationele geluidsniveaus
  Gebruikers melden aanzienlijk minder geluid bij lage en gemiddelde snelheden.

• Soepel en lineair stuwkrachtoutput
  FOC-regeling zorgt voor voorspelbare stuwkrachtrespons over het gehele snelheidsbereik, elimineert laag-snelheids haperingen en plotselinge koppelstappen.

• Hogere efficiëntie en minder warmte
  Lagere energieverliezen verhogen de batterijduur en verminderen thermische stress, verlengen de levensduur van de thruster.

• Hoge betrouwbaarheid in zware omgevingen
  De U92 Pro heeft een buitenrotormotorontwerp met zand-, modder- en corrosiebestendige behuizing. In combinatie met FOC werkt hij betrouwbaar onder complexe onderwateromstandigheden.

4. Voordelen van FOC in praktische onderwatertoepassingen

1. Wetenschappelijk onderzoek en exploratie
   Laag geluid en stabiele stuwkracht minimaliseren interferentie met sonar en gevoelige onderwaterinstrumenten.

2. Precisie laag-snelheidsmanoeuvres
   Multi-thruster systemen vereisen nauwkeurige laag-snelheidsregeling voor houding, cruisen en station-keeping – FOC biedt een soepele en voorspelbare respons.

3. Langdurige continue werking
   Hoge efficiëntie en lage warmteontwikkeling maken FOC ideaal voor langdurige missies en endurance-georiënteerde platforms.

4. Werking in zware omgevingen
   Afgesloten onderwaterthrusters hebben beperkte warmteafvoer. FOC vermindert warmteopbouw, verbetert de algehele systeem betrouwbaarheid aanzienlijk.

5. Veelgestelde vragen (FAQ)

Q1: Vereist FOC een encoder?
Niet noodzakelijk. Veel onderwaterthrusters gebruiken sensorloze FOC, waarbij de controller de rotorpositie algoritmisch schat, wat de systeemstructuur vereenvoudigt en de betrouwbaarheid verhoogt.

Q2: Is FOC altijd beter dan vierkante golfregeling?
In de meeste high-performance toepassingen wel. FOC brengt echter hogere hardware- en ontwikkelingskosten met zich mee. Voor low-cost of instaptoepassingen kan vierkante golfregeling voldoende zijn.

Q3: Kan de APISQUEEN U92 Pro in zeewater worden gebruikt?
Ja. Het corrosiebestendige ontwerp, gecombineerd met FOC-regeling, zorgt voor betrouwbare lange termijn werking in zout water, zandige en modderige omgevingen.

6. Conclusie

FOC is geen nieuwe technologie, maar wordt steeds populairder in onderwatervoortstuwingssystemen vanwege duidelijke voordelen:

• Soepele en precieze stuwkrachtoutput, vooral bij lage snelheden

• Verminderd geluid, verbeterde efficiëntie en langere batterijduur

• Verbeterde betrouwbaarheid in combinatie met hoogwaardige thrusters zoals de APISQUEEN 24V U92 Pro

Door APISQUEEN Beluga 24V 30A / 50A FOC ESC’s te combineren met professionele onderwaterthrusters, kunnen gebruikers stillere, soepelere en efficiëntere voortstuwing bereiken voor ROV’s, AUV’s, onderzoeksplatforms, inspectiesystemen en elektrische boten, en effectief problemen met laag-snelheids vibraties, geluid en warmtebeheer oplossen.