ACモーターの原価は固定値ではなく、設計スキーム、コア材料、製造プロセス、バッチサイズという4つの主要な要素によって決定されます。各要素の具体的な要因は、コスト構成に直接影響します。
以下は、コストの違いの本質を理解するのに役立つ、主要な影響要因の詳細な内訳です。
1、コア材料費:総コストの60%~80%を占め、コストの要となる。
モーターの「ハードウェアコスト」は、主に導電性、磁性、構造性の3つの材料カテゴリーに分かれます。材料の選択と使用量が基本コストを直接決定し、仕様や性能要件の違いによって材料コストの差は数倍にも達することがあります。
導電性材料(固定子巻線、リード線):1. 材質:純銅巻線(高導電性、低損失、高コスト)対アルミニウム巻線(30%〜50%低コストだが、効率が低く、加熱しやすい)。ワイヤ径/長さ:電力が高くなるほど、巻線ワイヤ径は太く長くなり、銅/アルミニウムの使用量が増加し、コストが年々増加します。
磁性材料(ステータコア、ローターコア):
シリコン鋼板のグレード:高シリコン鋼板(35W300など、高透磁率、低鉄損、高効率モーターに使用、通常のシリコン鋼板よりコストが20%~40%高い)対通常のシリコン鋼板;積層密度:コアの積層密度が高いほど(磁気抵抗が減少)、加工の難易度と材料利用要件が高くなり、コストがわずかに増加します。
構造材料(ケーシング、エンドカバー、ベアリング、シャフト):ケーシングの材質:アルミケーシング(軽量、耐腐食性、鋳鉄より15%~30%コストが高い、小型/屋外モーターに使用)vs鋳鉄ケーシング(高強度、低コスト、中型および大型産業用モーターに使用)。ベアリンググレード:一般的な深溝玉軸受(低コスト)vs精密ベアリング(SKF、NSKブランドなど、長寿命、低騒音、50%以上のコスト増加)。
シャフト材質: 45 # スチール (通常のモーター) 対 合金鋼 (高負荷モーター、コストが 30% 高くなる)。
2、設計と性能要件:「コスト配分方向」の決定
モーターの設計目標(電力、効率、速度、保護レベルなど)は、材料の選択やプロセスの複雑さに直接影響し、コスト差別化の中心的な原動力となります。
パワーとスピード
出力が高くなるほど、巻線は厚くなり、鉄心も大きくなり(磁場面積が大きくなり)、構造部品の強度も増す(より大きなトルクに耐えられる)必要があります。材料消費量と仕様は同期して増加し、コストは「段階的な増加」を示します(例えば、11kWモーターのコストは1.5kWモーターの約5~8倍であり、単純な出力倍数ではありません)。
特殊速度: 高速モーター (10000rpm 以上など) では、ローターの動的バランスの最適化と耐高温絶縁材料 (ポリイミドなど) の使用が必要であり、低速高トルクモーターでは追加の減速構造またはローター直径が必要となり、設計および材料コストが増加します。
効率レベル
普通効率モーター(IE1 など):普通のシリコン鋼板とアルミニウム巻線を使用でき、鉄損と銅損が高く、コストが低い。
高効率/超効率モータ(IE3/IE4):高品質のシリコン鋼板、純銅巻線、最適化された鉄心構造(磁気損失を低減)、さらには永久磁石(永久磁石同期モータなど)の追加が必要です。コストはIE1モータよりも30%~60%高くなりますが、長期的なエネルギー消費量は低くなります(エンドユーザーは高効率に対してより積極的に支払います)。
保護と環境適応
基本保護(IP23):固形異物に対してのみ保護し、構造がシンプルでコストが低い。
高い保護性能 (IP54/IP65): 追加のシーリング ガスケット、防水ベアリング、防塵エンド キャップ、さらには特殊コーティング (防錆) も必要となり、コストが 15% - 30% 増加します (水ポンプ モーターやファン モーターなどの屋外、湿気や埃の多い環境の場合)。
特別な機能要件
「可変周波数速度制御」(周波数変換器に適合)が必要な場合は、巻線絶縁を最適化し(高周波電圧の影響に耐性)、サーミスタ(過熱保護)を増やす必要があります。
「防爆」が必要な場合(化学的なシナリオの場合)、防爆エンクロージャと火花のない構造を使用する必要がありますが、これにより、このような特殊な設計のコストが 2 倍になったり、さらに増加したりする可能性があります。
3、生産プロセスと規模:「単位コスト効率」に影響を与える
同じ設計スキーム、製造プロセスの複雑さ、バッチサイズは、「単位コスト」の最終的な値に直接影響します。
生産プロセスの複雑さ
自動化レベル: 大規模工場で使用される自動巻き取り機 (効率が高く、スクラップ率が低く、初期設備投資額は高いが、大量生産後の単価は低い) と、小規模作業場での手巻き取り (スクラップ率が高く、効率が低く、単価が 20% - 40% 高くなる)。
精密加工要件:ローターのダイナミックバランス調整(高速モーターには「両面ダイナミックバランス調整」が必要で、通常のバランス調整より 30% 高価です)、鉄心の積層(レーザー溶接と通常のリベット接合では、前者は高価ですが、構造的に安定しています)。
試験プロセス: 完全検査 (各ユニットの効率、温度上昇、断熱性を測定、コストが 5% - 10% 増加) vs. サンプリング検査 (基本的なパラメータのみを測定、コストは低いが品質リスクが高い)。
生産バッチ(スケール効果)
大規模生産(10000個以上など):材料を一括購入できる(交渉力が強く、材料費を10%~20%削減)、金型費の負担が少ない(シェルダイカスト金型など、バッチが大きいほど、1個あたりの金型費の負担が少ない)、単位コストが大幅に削減されます。
小ロット・カスタマイズ(例:100個未満):材料調達量が少なく(交渉力がない)、生産ラインを個別に調整する必要がある(工程切り替えコストが高い)。単価は大ロットに比べて30~50%高くなります(例:特殊動力モーターのカスタマイズは標準モデルの2倍のコストがかかる場合があります)。