Le prix de revient d'un moteur à courant alternatif n'est pas une valeur fixe, mais est déterminé par quatre dimensions fondamentales : le schéma de conception, les matériaux de base, le procédé de production et la taille du lot. Les facteurs spécifiques à chaque dimension influent directement sur la composition des coûts.
Voici une analyse détaillée des principaux facteurs d’influence pour aider à comprendre l’essence des différences de coûts :

1. Coût du matériau de base : représentant 60 à 80 % du coût total, il constitue la pierre angulaire du coût
Le coût matériel des moteurs repose principalement sur trois catégories de matériaux : conducteurs, magnétiques et structurels. Le choix et la quantité des matériaux déterminent directement le coût de base, et l'écart de coût peut être considérable selon les spécifications et les exigences de performance.

Matériaux conducteurs (enroulement du stator, fil conducteur) : 1. Matériau : enroulement en cuivre pur (conductivité élevée, faible perte, coût élevé) par rapport à l'enroulement en aluminium (coût inférieur de 30 à 50 %, mais faible rendement et chauffage facile) ; Diamètre/longueur du fil : plus la puissance est élevée, plus le diamètre du fil d'enroulement est épais et long, ce qui entraîne une augmentation de l'utilisation du cuivre/aluminium et une augmentation des coûts d'une année sur l'autre.

Matériaux magnétiques (noyau de stator, noyau de rotor) :
Qualité de la tôle d'acier au silicium : tôle d'acier à haute teneur en silicium (comme 35W300, haute perméabilité magnétique, faible perte de fer, utilisée pour les moteurs à haut rendement, avec un coût 20 à 40 % supérieur à celui de la tôle d'acier au silicium ordinaire) par rapport à la tôle d'acier au silicium ordinaire ; Densité d'empilement : Plus les tôles du noyau sont serrées (réduction de la résistance magnétique), plus la difficulté de traitement et les exigences d'utilisation des matériaux sont élevées, ce qui entraîne une légère augmentation des coûts.

Matériaux de structure (boîtier, couvercle d'extrémité, roulements, arbre) : Matériau du boîtier : boîtier en aluminium (léger, résistant à la corrosion, 15 à 30 % plus cher que la fonte, utilisé pour les petits moteurs/moteurs d'extérieur) contre boîtier en fonte (haute résistance, faible coût, utilisé pour les moteurs industriels moyens et grands) ; Qualité du roulement : roulements à billes à gorge profonde ordinaires (faible coût) contre roulements de précision (tels que les marques SKF et NSK, avec une longue durée de vie, un faible bruit et une augmentation des coûts de plus de 50 %) ;

Matériau de l'arbre : acier 45 # (moteur ordinaire) contre acier allié (moteur à charge élevée, coût 30 % plus élevé).

2. Exigences de conception et de performance : déterminer la « direction de répartition des coûts »
Les objectifs de conception des moteurs, tels que la puissance, l'efficacité, la vitesse et le niveau de protection, affectent directement le choix des matériaux et la complexité du processus, et constituent le principal moteur de la différenciation des coûts.

Puissance et vitesse
Plus la puissance est élevée, plus le bobinage est épais, plus le noyau de fer est grand (augmentant la zone de champ magnétique) et plus les composants structurels doivent être robustes (supportant un couple plus important). La consommation de matériaux et les spécifications augmentent de manière synchrone, et le coût connaît une croissance progressive (par exemple, le coût d'un moteur de 11 kW est environ 5 à 8 fois supérieur à celui d'un moteur de 1,5 kW, au lieu d'un simple multiplicateur de puissance).
Vitesse spéciale : les moteurs à grande vitesse (tels que 10 000 tr/min et plus) nécessitent une optimisation de l'équilibre dynamique du rotor et l'utilisation de matériaux isolants résistants aux hautes températures (tels que le polyimide), tandis que les moteurs à couple élevé à faible vitesse nécessitent des structures de réduction ou des diamètres de rotor supplémentaires, ce qui augmentera les coûts de conception et de matériaux.

Niveau d'efficacité
Moteur à rendement ordinaire (tel que IE1) : peut utiliser des tôles d'acier au silicium ordinaires et des enroulements en aluminium, avec des pertes de fer et de cuivre élevées et un faible coût ;
Moteurs à haut rendement/ultra-haut rendement (IE3/IE4) : Des tôles d'acier au silicium de haute qualité, des bobinages en cuivre pur, une structure optimisée du noyau en fer (pour réduire les pertes magnétiques) et même l'ajout d'aimants permanents (comme les moteurs synchrones à aimants permanents) sont nécessaires. Leur coût est de 30 à 60 % supérieur à celui des moteurs IE1, mais leur consommation énergétique à long terme est plus faible (les utilisateurs finaux sont plus disposés à payer pour un rendement élevé).

Protection et adaptabilité environnementale
Protection de base (IP23) : protège uniquement contre les corps étrangers solides, avec une structure simple et un faible coût ;
Haute protection (IP54/IP65) : Des joints d'étanchéité supplémentaires, des roulements étanches, des embouts anti-poussière et même des revêtements spéciaux (anti-corrosion) sont nécessaires, ce qui entraîne une augmentation des coûts de 15 à 30 % (pour les environnements extérieurs, humides ou poussiéreux tels que les moteurs de pompe à eau et les moteurs de ventilateur).

Exigences fonctionnelles particulières
Si une « régulation de vitesse à fréquence variable » (adaptée au convertisseur de fréquence) est requise, il est nécessaire d'optimiser l'isolation de l'enroulement (résistant aux impacts de tension haute fréquence) et d'augmenter la thermistance (protection contre la surchauffe) ;
Si une « protection antidéflagrante » est requise (pour les scénarios chimiques), des boîtiers antidéflagrants et des structures sans étincelles doivent être utilisés, ce qui peut doubler, voire augmenter, le coût de ces conceptions spéciales.

3. Processus de production et échelle : impact sur « l'efficacité des coûts unitaires »
Le même schéma de conception, la complexité du processus de production et la taille du lot affecteront directement la valeur finale du « coût unitaire ».
Complexité du processus de production
Niveau d'automatisation : Bobineuses automatisées utilisées dans les grandes usines (rendement élevé, faible taux de rebut, investissement initial élevé en équipement, mais faible coût unitaire après la production en série) contre bobinage manuel dans les petits ateliers (taux de rebut élevé, faible rendement, coût unitaire 20 à 40 % plus élevé) ;
Exigences d'usinage de précision : équilibrage dynamique du rotor (les moteurs à grande vitesse nécessitent un « équilibrage dynamique double face », qui est 30 % plus cher qu'un équilibrage ordinaire), laminage du noyau en fer (soudage laser par rapport au rivetage ordinaire, le premier est plus cher mais structurellement stable) ;
Processus de test : inspection complète (mesure de l'efficacité, de l'augmentation de la température et de l'isolation de chaque unité, avec une augmentation des coûts de 5 à 10 %) par rapport à l'inspection par échantillonnage (mesure uniquement des paramètres de base, avec un faible coût mais un risque de qualité élevé).
Lot de production (effet d'échelle)

Production à grande échelle (par exemple, plus de 10 000 unités) : les matériaux peuvent être achetés en gros (avec un fort pouvoir de négociation, réduisant les coûts des matériaux de 10 à 20 %), le partage des coûts du moule est faible (par exemple, pour les moules de moulage sous pression en coquille, plus le lot est grand, moins le partage des coûts du moule par unité est important), et les coûts unitaires sont considérablement réduits ;
Petites séries/personnalisation (par exemple, moins de 100 unités) : La quantité de matériaux à acheter est faible (sans pouvoir de négociation) et la ligne de production doit être ajustée individuellement (avec des coûts de changement de procédé élevés). Le coût unitaire est de 30 à 50 % supérieur à celui des grandes séries (par exemple, la personnalisation d'un moteur spécial peut coûter deux fois plus cher que le modèle standard).