文 | 潘潇雨

編輯 | 彭孝秋

在今天，當人們再提起機器人或是人工智能時，大多指向了同一個方向——智能制造。作為智能制造的底層支柱，工業自動化的重要程度不言而喻，而這個看上去并不性感，且曾經一度遊離在資本市場之外的行業，也開始站在了風口之上。

工業自動化（又稱工控自動化），是指将自動化技術運用在機械工業制造環節中，實現自動加工和連續生産的作業手段。根據MIR統計，2021年中國工業自動化産業總價值量達到2000億元左右，我國工業自動化市場規模總體保持上升趨勢，2019-2021年複合增速超過30%。

盡管看似遙遠，但是随着工業自動化滲透加速，數控機床、油田鑽井、塔式起重機這些沉重又龐大的機器，正在經曆着一次又一次的重塑，通過更輕巧與高效的方式，将産品與能源送至我們生活的各個角落。

而在操控這些鋼鐵猛獸的環節中，電機驅動器（變頻器或伺服驅動器）是不可或缺的一步。在一個完整的執行動作裡，電機首先将電壓信号轉換成轉矩與轉速，再通過驅動器驅動控制。簡單理解就是驅動器通過控制電機，将電能轉化為機械能。

然而，正是這樣一個重要如人體心血管系統的動力系統，長期以來卻被國外公司占據了大半壁江山。盡管近年來國産替代的浪潮興起，已有像彙川、英威騰等公司開始搶占國内份額，但仍有超半數的市場持續被國外ABB、西門子等老牌公司壟斷。根據東吳證券數據顯示，2020年在變頻器市場，ABB、西門子等占據60%以上銷售額市占率，彙川以12.2%的市占率排在第三。

而對于海外品牌難以被替代的原因，分享投資創始合夥人白文濤告訴36氪，除了國産品牌作為後來者，還處于增量市場中；另一個關鍵原因在于，國産品牌的控制技術實則尚未追平海外，其中就包括在精密機床、塔式起重機、船舶等高端應用場景。由于國産技術在精度、響應速度、穩定性等多重方面仍存有欠缺，因此遲遲無法完全替代。

但近日，36氪卻在深圳發現了一家公司——弘遠電氣，通過自研工控驅動的直接轉矩控制（DTC技術）和磁通矢量技術，在高端驅動器應用中能夠替代ABB、西門子、科爾摩根、倫茨等品牌。并且在公司成立不久後，就快速實現了盈利。

适配異同步電機，掌握DTC技術

在深圳龍崗一個遠離熱鬧中心區的地方，周圍是散亂的廠房和堆疊的工程物料，弘遠電氣的創始團隊就在這裡默默研發了近10年。去年，弘遠的年收入達0.5億元，并在10月獲得了深圳高新投和分享投資的數千萬元A輪融資。

目前，弘遠的技術已經應用于多項國家重大項目，包括向陽紅号深海科考船主絞車的電驅控制、新疆克拉瑪依油田3千米下的螺杆潛油泵驅動、軸研科技16萬轉/分鐘的精密軸承加工以及湖北葛洲壩水泥廠的各種永磁（直驅）電機節能改造。此外，還拿下了韓國PNT（锂電設備）、徐州重工、江門佳鐵、哈挺、聯測科技、江陰宇航等行業标杆客戶。

韓國PNT成櫃

機床、船舶、起重機、測功機、锂電生産設備......這些看似各不相關的應用領域，其實背後都有着對電機驅動性能的嚴苛要求，這也是弘遠能夠打下市場的關鍵技術。弘遠的核心優勢在于同時掌握了磁通矢量控制與DTC技術，而此前，全球唯一一家同時掌握兩項技術的還是ABB。

目前，在工控驅動層面存在三種主流的控制技術：V/F标量控制、磁通矢量控制和直接轉矩控制（DTC）。而在國内，大多控制仍主要依托于V/F标量控制和簡單的矢量控制，對應的應用也是較為低端的市場。

其中，V/F标量控制的原理是直接控制電機轉速，但在低速運行時，無法滿足設備對力矩與精度的要求。因此更适用于工業和民用的風機、水泵等簡單調速設備等。而磁通矢量控制的技術進步，是能夠更加精準高效地驅動電機，且提高電機響應速度。

作為一種更優的控制技術，DTC技術可以理解為一種軟件技術，通過建立一個應用在驅動器上的數學模型來控制電機。這裡的難點就是在這套數學模型中，存在大量複雜的變量。

“這套技術建模，需要掌握計算機科學、電磁理論、信号處理、離散數學、機械傳動、流體力學、電機等多種學科。”弘遠電氣創始人臧紹敢告訴36氪，除了需要具備多學科交叉的能力，更需要其搭建的電機控制模型，能适配多種類型電機的數學模型。

而弘遠的契機，也源于創始團隊曾在2015年左右，有過一段對大量國産異同步電機配合驅動的經曆。“那幾年，我們前前後後配合測試了100多種異同步電機，所以也積累了大量電機的适配經驗。”臧紹敢說。

盡管在曆經多重坎坷後，弘遠最終掌握了DTC技術，但如何落地，卻是技術公司在商業化上普遍的掣肘。

在弘遠的發展曆程中，繞不開幾個關鍵節點，正是這幾個項目的攻破，驗證了弘遠技術的可行性，也為其打開市場，帶來了一次次機遇。

2018年，弘遠率先迎來了江門佳鐵帶來的機會。當時國内在3D精雕機床上，存在高轉速、高精度的技術需求，需要在1.1秒停頓時間内快速換刀，而此時國内外的一衆廠商都無法實現，這也給了弘遠第一批産品落地的機會。據臧紹敢介紹，如今，弘遠可以達到在電機轉速為36000轉的情況下，實現0.5秒間隔快速換刀。

江門佳鐵讓弘遠獲得了第一批産品落地的機會，下一步就是尋找新的市場。

2019年，弘遠瞄準了薄膜紙張的印刷包裝領域，這也是日本安川在國内的主力市場。薄膜印刷領域的特性，就在于對小張力控制需求格外精準，通常隻需要3%左右的力矩控制。“特别是薄膜這類材料，它需要快速響應且穩定的力，不能有一點抖動，就要在低轉速下快速精準地力矩控制。”臧紹敢表示，通常國内的驅動器隻能做到6%及以上的力矩，而弘遠可以做到1%。

能夠滿足如此快速的換刀需求以及小張力控制需求，本質仍離不開DTC技術的高精度性能。DTC技術的原理是将電機與驅動器看作一個整體，直接控制電機的轉矩，也因此在面對小張力需求時，能更精準地控制力矩輸出。同時，也能保持轉矩的重複精度，使操作更加穩定，确保生産一緻性。

PART2: 瞄準節能、輕工業市場

在成功打開了兩大市場後，2020年弘遠的營收也翻了一番，并且實現了盈利。

2020年下半年，弘遠進入了葛洲壩水泥廠，對永磁電機進行節能改造。此後，弘遠也陸續切入了國内部分新興永磁同步電機廠節能改造的項目中。

事實上，随着工業領域中電機産品的應用日益廣泛，在給生産與生活帶來極大便利的同時，作為電能消耗的主要設備，電機所造成的能耗問題也同樣不可忽視。因此，對電機的節能改造也迫在眉睫。

對比如今普遍使用的矢量控制，由于磁通矢量控制是通過磁通變化來間接控制轉矩。所以DTC技術直接控制電機轉矩，也就能在電機相同負載情況下，将電能更高比例轉換成機械能，且最大程度降低電能損耗。

測試台

随着應用領域不斷拓展，臧紹敢很快發現，在我國已經應用多年塔式起重機，實則也因為電機驅動而存在大量問題。“一方面是塔吊回轉的啟停效率跟不上，存在重物搖擺以及抗風力差的問題；另一方面是吊鈎的定位也并不精準。”

塔式起重機對于電機驅動的要求，關鍵在于實現低轉速下大力矩，并且響應速度足夠快速，才能避免啟停效率低和重物搖擺等問題。

而DTC技術的優勢就在于，能夠在0HZ時仍保持輸出轉矩，實現開環零速滿轉矩。同時，也具備了足夠快速的響應速度與加減速，例如從零到額定轉矩，DTC技術隻需要3毫秒。由此，弘遠開始步入了起重領域，并在年初成功拿下了徐州重工的項目。

此外，弘遠也陸續在國家重點項目上發力，例如在潛油深度1500-3000米及以上的深地潛油中，實現驅動應用；并在深海探測作業中，以AFE低諧波驅動器，配合完成了深海11000米鑽探取樣作業等。

目前，弘遠的應用市場主要在機床、船舶、起重、測功儀、高精密壓機、鋼闆分條縱剪設備等，還有永磁直驅、運動控制以及高速風機等場景上。臧紹敢将弘遠的應用主要劃分為三類，“其一針對碳中和領域，配合永磁同步電機的節能改造；其二對精密加工有更高需求的輕工業領域；其三是有專精特新需求的如高速風機、測功儀等領域。”并且，其産品用戶也已覆蓋清華大學、浙江大學、西安交通大學等一批國内一流工科高校。

團隊方面，弘遠的創始團隊主要來自愛普生、施耐德、康佳等公司，在驅動器、算法、電機模型等方面有多年積累。其核心技術團隊出自南京理工、華中科技、華南理工等院校的機械設計及自動化等專業。其中，創始人兼董事長臧紹敢曾任職正弦、庫馬克，曾創建康佳生活電器業務，在驅動器、電機領域有豐富經驗。

智能制造的風口越吹越盛，國産替代的浪潮也正在奔湧而至。在臧紹敢看來，國産替代的意義一定不是低值廉價路線，在價格戰的内卷中搶占市場，而是真正地啃一些硬骨頭，實現在技術和産品層面對全球頂尖廠家的超越。在熱鬧嘈雜的市場環境中，尋找一個安靜的地方下苦工，也像極了弘遠的寓意——士不可以不弘毅，任重而道遠。

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