嵌入式DSP电机控制正在彻底改变家电行业，不仅通过提供最高水平的电机性能，而且通过所采用的方法来提供高性能。DSP的计算能力允许用户利用软件建模来实现闭环电机控制，从而实现从硬件到软件的转变，为电机和电器制造商带来显著优势，最终改变他们的关系。

最新一代嵌入式DSP电机控制ic支持先进的控制算法，从而使家电制造商能够减少开发时间，成本和风险，同时提高其产品的效率，功能，降噪和性能。虽然存在许多处理器选项用于电子电机控制，但DSP长期以来一直被认为是最适合电机控制的，因为它在处理现实世界信号方面的优势。今天，许多家电oem和电机制造商正在迅速采用具有成本效益的dsp作为电机控制技术的选择。

简单，快速和成本效益

家电oem已经发现，今天这一代的电机控制DSP与传统的微控制器(mcu)一样易于使用和便宜，并且他们已经能够充分利用DSP功率来实现更先进的控制算法。通过在软件中对硬件功能进行建模，这大大降低了系统成本。通过消除硬件并专注于软件，家电oem可以比以往更快地修改和增强其电机控制，并且还可以在包括冰箱，洗衣机和空调在内的整个白色家电产品组合中创建电机控制解决方案平台。

艾默生电气公司正在使用DashDSP系列为其大部分变速电机控制产品提供通用平台。艾默生技术副总裁Eric Wildi表示:“这种通用性使我们能够充分利用已开发的代码，并将其应用于完全不同的应用和/或电机技术中。这一方面，加上flash的可重新编程性、用户友好的环境和开发工具，大大加快了我们的上市时间，减少了我们的工程费用。我们预计，基于DashDSP的现有电机控制器的修改只需几天，而不是几周，甚至几个月。”

展望未来，下一代嵌入式dsp将不仅仅能够控制电机。下一代dsp将接管整个系统的更多控制，并允许设备oem通过网络监控电机和整个设备的健康状况，然后在故障发生之前安排维护。下一代的数字能力还将使家庭网络的无线通信和语音识别成为可能，以改进用户界面。

从硬件到软件

消费者需求是驱动家电oem使用电子电机控制的主要力量。电子电机控制允许变速操作，从而为消费者提供更安静的操作，更高的效率和更好的整体性能。例如，一台装有变速压缩机的冰箱将比一台装有固定转速压缩机的冰箱少使用30%的能量，因为压缩机只在所需的冷却功率下运行。另一个好处是温度更稳定，食物保鲜时间更长，因为温度循环更少。在洗衣机中，高旋转速度可以提取更多的水，因此干衣机消耗更少的能量，更快地完成衣服。

虽然最终消费者受益于数字电机控制，但原始设备制造商也受益于基于DSP的数字电机控制，因为DSP功能强大，可以让软件对硬件进行建模。这种建模方法通过开发和实施先进的控制算法来完成，是oem满足消费者需求的最佳方式。

电动机转速

软件算法可以显著提高电机速度，而无需使用传感器和解析器。越快的转子估计和反馈驱动电机绕组，越快，越准确，可以控制的速度。虽然传感器和解析器可用于直接测量转子位置，但这些组件增加了成本，制造复杂性并降低了整体质量和可靠性。高性能dsp和系统的组合允许使用无传感器控制软件算法，从而在不影响性能的情况下消除对此类传感器的需求。

新型电机类型

在软件中建模电机的能力也允许使用更广泛的电机类型，包括交流感应电机(ACIM)，无刷直流电机(BLDC)和开关磁阻电机(SR)。然而，由于难以精确控制，一些廉价的电机不能用于电器应用，而dsp有能力执行必要的控制水平。以SR电机为例。SR电机的低制造成本，高可靠性和优异的扭矩特性使人们推测它将上升到电器中使用的电机类型的最前沿。

然而，SR电机的采用一直缓慢，因为这些电机难以控制，因为电机绕组必须以正确的顺序激励，需要高分辨率的转子位置信息。此外，SR电机是高度非线性的，导致高转矩脉动和噪声。基于dsp的解决方案在软件上解决了这两个问题，而不增加系统成本。DSP的快速计算能力与精确的前端电机电流捕获相结合，不仅可以获得电机高速运行所需的转子位置信息的高分辨率，而且还可以用于校正转矩非线性。直到最近，SR电机控制需要使用传感器或定制设计的asic，这增加了系统成本，并限制了SR电机在高端，高价电器中的使用。通过嵌入式DSP电机控制器，家电制造商现在可以在整个家电产品组合中使用SR电机。

制造业和供应链的利益

从硬件到软件的重点变化也改变了电器制造商与电机的合作方式。最重要的影响是由于DSP允许在软件中简化复杂的电机和应用建模。单一型号可用于不同制造商的电机，因此家电oem可以在使用一个控制板的同时轻松地使用第二源电机。很快，软件算法将提供“自适应调整”。这种技术允许控制器在启动时调整到任何电机，因此电机可以在电器的使用寿命期间的任何时间进行更改。

DSP的高带宽也可以用于在软件中对电路元件进行建模。这减少了所用组件的总数，从而降低了成本并简化了制造。在软件中对电路元件进行建模也有利于减少制造的可变性。以类似的方式，嵌入式DSP电机控制的闭环特性也使设备对电机的制造变化不那么敏感。在这些情况下，家电制造商能够以更低的成本向客户提供更一致的性能。

上市时间

这种控制电机的新方法的最终好处是，家电oem可以在所有产品中使用一系列dsp和算法，以缩短上市时间并节省投资费用。控制无刷直流制冷机压缩机的算法同样适用于控制无刷直流空调压缩机。同样，其他功能的软件算法(如功率因数校正)也可以用作所有产品的通用平台。

从一代产品到下一代产品的软件“重用”进一步缩短了上市时间。改进软件或添加新功能可以在很少或没有硬件修改的情况下完成，从而简化了产品鉴定和认证测试。

未来趋势

虽然DSP目前为家电和电机制造商带来了可观的好处，但在不久的将来，电机控制DSP带宽将增加7倍以上，从20 MIPS增加到150 MIPS，从而带来更大的好处。由于白色家电的电机控制将需要20到40 MIPS的带宽，这就为处理新功能留下了相当大的空间，而无需向控制板添加额外的组件或增加DSP的复杂性。

例如，语音识别需要10到20 MIPS才能实现“自然语言”识别，而不是简单的“命令和控制”。后者要求用户发出单个单词的命令，而前者允许用户像平常一样连续地说话。“自然语言”识别还允许用户说出完整的数字，而不是一次说一个数字。例如，“515”可以说成“5hundred and fifteen”而不是“five- one-five”。在电器中使用语音识别将彻底改变用户界面，甚至可以纳入今天的电机控制dsp。但这场革命并没有以语音识别结束——这项技术的一个分支将是主动降噪，它将进一步减少设备产生的噪音。由于该软件可以在不增加额外成本的情况下降低噪音，因此家电oem可以使用噪音更大、价格更低的电机。

有线或无线通信是可以嵌入到电机控制DSP中的附加功能。DSP已经成为通信的首选处理器，并且在当今的许多DSP内核上存在几种应用。一个简单的软件调制解调器可以包括有线通信，或射频块可以包括在硅与DSP处理无线信号的解释和控制。

由于DSP可用于监控电器电机的健康状况，因此包含互联网通信将允许家电oem远程监控其所有使用中的产品。这将产生两个重要而有益的结果。首先，它将允许原始设备制造商在设备发生故障之前安排维修。其次，它将允许原始设备制造商收集有关其产品中电机性能的最新实时信息，以便他们将这些信息反馈给电机制造商。由此产生的数据将展示电机在许多不同环境中的实际运行情况，并将帮助家电和电机制造商在未来制造更好，更可靠的产品。

总结

越来越多地使用dsp来控制电动机是一个信号，电机控制的重点正在从硬件转向软件。这种转变是由于dsp优越的带宽和它们适合处理现实世界信号的任务。这种转变的结果是，当涉及到选择哪种类型的电机在其应用程序中使用时，家电制造商现在有更多的选择。除了提高性能、降低成本、提高可靠性和效率外，软件建模的使用还增加了家电制造商的灵活性，使他们能够第二来源电机。