De kostprijs van een wisselstroommotor is geen vaste waarde, maar wordt bepaald door vier kernaspecten: ontwerp, kernmaterialen, productieproces en seriegrootte. De specifieke factoren onder elke dimensie beïnvloeden direct de kostensamenstelling.
Hieronder vindt u een gedetailleerd overzicht van de belangrijkste beïnvloedende factoren, zodat u de essentie van kostenverschillen beter kunt begrijpen:
1. Kernmateriaalkosten: goed voor 60% -80% van de totale kosten, het is de hoeksteen van de kosten
De "hardwarekosten" van motoren zijn voornamelijk gebaseerd op drie materiaalcategorieën: geleidend, magnetisch en structureel. De materiaalkeuze en -hoeveelheid bepalen direct de basiskosten, en het verschil in materiaalkosten kan bij verschillende specificaties/prestatie-eisen vele malen groter zijn.
Geleidende materialen (statorwikkeling, aansluitdraad): 1. Materiaal: Wikkeling van zuiver koper (hoge geleidbaarheid, laag verlies, hoge kosten) versus aluminiumwikkeling (30%-50% lagere kosten, maar lager rendement en eenvoudig te verwarmen); Draaddiameter/lengte: Hoe hoger het vermogen, hoe dikker en langer de diameter van de wikkeldraad, wat resulteert in een toename van het koper-/aluminiumgebruik en een jaarlijkse stijging van de kosten.
Magnetische materialen (statorkern, rotorkern):
Kwaliteit van siliciumstaalplaat: hoog siliciumstaalplaat (zoals 35W300, hoge magnetische permeabiliteit, laag ijzerverlies, gebruikt voor hoogrendementsmotoren, met 20%-40% hogere kosten dan gewone siliciumstaalplaat) versus gewone siliciumstaalplaat; Stapeldichtheid: hoe dichter de kernlamineringen (vermindering van de magnetische weerstand), hoe moeilijker de verwerking en hoe hoger de eisen aan het materiaalgebruik, wat resulteert in een lichte kostenstijging.
Structurele materialen (behuizing, einddeksel, lagers, as): Materiaal van de behuizing: aluminium behuizing (lichtgewicht, corrosiebestendig, 15% -30% duurder dan gietijzer, gebruikt voor kleine/buitenmotoren) versus gietijzeren behuizing (hoge sterkte, goedkoop, gebruikt voor middelgrote en grote industriële motoren); Lagerklasse: gewone diepgroefkogellagers (goedkoop) versus precisielagers (zoals van de merken SKF en NSK, met een lange levensduur, weinig geluid en een kostenstijging van meer dan 50%);
Asmateriaal: 45 # staal (gewone motor) versus gelegeerd staal (motor met hoge belasting, 30% hogere kosten).
2. Ontwerp- en prestatievereisten: de 'kostenallocatierichting' bepalen
De ontwerpdoelstellingen van motoren, zoals vermogen, efficiëntie, snelheid en beschermingsniveau, hebben rechtstreeks invloed op de materiaalkeuze en de complexiteit van het proces en zijn de belangrijkste drijvende kracht achter kostendifferentiatie.
Kracht en snelheid
Hoe hoger het vermogen, hoe dikker de wikkeling, hoe groter de ijzeren kern (waardoor het magnetische veldoppervlak toeneemt) en hoe sterker de structurele componenten (die een hoger koppel kunnen weerstaan) nodig zijn. Het materiaalverbruik en de specificaties nemen synchroon toe en de kosten vertonen een "stapsgewijze groei" (de kosten van een 11 kW-motor zijn bijvoorbeeld ongeveer 5-8 keer zo hoog als die van een 1,5 kW-motor, in plaats van een eenvoudige vermogensvermenigvuldiger).
Speciale snelheid: Bij hogesnelheidsmotoren (zoals 10.000 tpm en hoger) is een optimalisatie van de dynamische balans van de rotor vereist en moeten er isolatiematerialen worden gebruikt die bestand zijn tegen hoge temperaturen (zoals polyimide). Bij lagesnelheidsmotoren met een hoog koppel zijn er echter extra reductiestructuren of rotordiameters nodig, waardoor de ontwerp- en materiaalkosten toenemen.
Efficiëntieniveau
Gewone efficiëntiemotor (zoals IE1): kan gewone siliciumstaalplaten en aluminium wikkelingen gebruiken, met hoge ijzer- en koperverliezen en lage kosten;
Efficiënte/ultra-efficiënte motoren (IE3/IE4): Hoogwaardige siliciumstaalplaten, zuiver koperen wikkelingen, een geoptimaliseerde ijzeren kernstructuur (om magnetische verliezen te verminderen) en zelfs de toevoeging van permanente magneten (zoals synchrone motoren met permanente magneten) zijn vereist. De kosten liggen 30% tot 60% hoger dan bij IE1-motoren, maar het energieverbruik op lange termijn is lager (eindgebruikers zijn meer bereid te betalen voor een hoge efficiëntie).
Bescherming en aanpassingsvermogen aan het milieu
Basisbescherming (IP23): beschermt alleen tegen vaste vreemde voorwerpen, met een eenvoudige structuur en lage kosten;
Hoge beschermingsgraad (IP54/IP65): Extra afdichtingspakkingen, waterdichte lagers, stofdichte eindkappen en zelfs speciale coatings (corrosiewerend) zijn vereist, wat resulteert in een kostenstijging van 15% -30% (voor buiten-, vochtige of stoffige omgevingen, zoals waterpompmotoren en ventilatormotoren).
Speciale functionele vereisten
Indien “variabele frequentieregeling van de snelheid” (aangepast aan de frequentieomvormer) gewenst is, is het noodzakelijk de isolatie van de wikkeling te optimaliseren (bestand tegen hoogfrequente spanningsinvloeden) en de thermistor te vergroten (oververhittingsbeveiliging);
Als “explosieveilig” vereist is (voor chemische scenario’s), moeten explosieveilige behuizingen en vonkvrije structuren worden gebruikt, wat de kosten van dergelijke speciale ontwerpen kan verdubbelen of zelfs verhogen.
3. Productieproces en schaal: invloed op de 'eenheidskostenefficiëntie'
Hetzelfde ontwerp, de complexiteit van het productieproces en de batchgrootte hebben direct invloed op de uiteindelijke waarde van de “eenheidskosten”.
Complexiteit van het productieproces
Automatiseringsniveau: Geautomatiseerde wikkelmachines die in grote fabrieken worden gebruikt (hoge efficiëntie, laag afvalpercentage, hoge initiële investering in apparatuur, maar lage eenheidskosten na massaproductie) versus handmatige wikkelmachines in kleine werkplaatsen (hoog afvalpercentage, lage efficiëntie, 20% -40% hogere eenheidskosten);
Vereisten voor nauwkeurige bewerking: dynamische balancering van de rotor (hogesnelheidsmotoren vereisen “dynamische balancering aan twee kanten”, wat 30% duurder is dan gewone balancering), laminering van de ijzeren kern (laserlassen versus gewone klinknagels, de eerste is duurder maar structureel stabieler);
Testproces: volledige inspectie (meting van de efficiëntie, temperatuurstijging en isolatie van elke eenheid, met een kostenstijging van 5% -10%) versus steekproefsgewijze inspectie (alleen meting van basisparameters, met lage kosten maar hoog kwaliteitsrisico).
Productiebatch (schaaleffect)
Productie op grote schaal (bijvoorbeeld meer dan 10.000 eenheden): Materialen kunnen in grote hoeveelheden worden gekocht (met een sterke onderhandelingspositie, waardoor de materiaalkosten met 10%-20% worden verlaagd), de kostendeling per matrijs is laag (zoals bij schelpgietmatrijzen: hoe groter de partij, hoe lager de matrijskostendeling per eenheid) en de kosten per eenheid worden aanzienlijk verlaagd;
Kleine series/maatwerk (bijvoorbeeld minder dan 100 stuks): De materiaalinkoophoeveelheid is klein (zonder onderhandelingsmacht) en de productielijn moet apart worden aangepast (met hoge procesomschakelkosten). De kosten per stuk liggen 30% tot 50% hoger dan bij grote series (het aanpassen van een speciale motor kan bijvoorbeeld twee keer zo duur zijn als een standaardmodel).