Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
Lo statore e il rotore insieme di solito dominano il costo del materiale e della lavorazione, quindi se si costruisce la distinta materiali (BOM) intorno invece di trattarli come una scatola nera, si ottiene un controllo molto maggiore su margini, rischi e compromessi di progettazione.
La maggior parte degli articoli pubblici o rimangono generici ("le laminazioni e il rame sono importanti") o si perdono nella modellazione dei costi accademica. Questa guida si colloca nel mezzo: abbastanza pratica da poter utilizzare un modello Excel oggi, e abbastanza approfondita da rendere la vostra distinta base dei costi difendibile nelle revisioni dei progetti e nelle trattative di approvvigionamento.
Prima di toccare un modello di distinta base, ingrandire: cosa tipo di macchina che state valutando? Un motore sincrono a magneti permanenti (PMSM) per un veicolo elettrico, un servo BLDC a rotore interno o un normale motore a induzione hanno tutti strutture di costo molto diverse, soprattutto per quanto riguarda statore e rotore.
Due decisioni dominano tutto ciò che segue:
Queste scelte definiscono se il vostro costo è pesantemente legato ai magneti, al rame o all'acciaio, e quale livello di tolleranze, bilanciamento e test è appropriato. Ad esempio, un motore a mozzo BLDC a rotore esterno può spendere di più per i magneti e il diametro della laminazione, mentre una macchina PM a rotore interno ad alta velocità spende in modo aggressivo per lamine, manicotti e bilanciamento precisi.
Una volta chiarito il contesto, la vostra distinta base dei costi non è più un foglio di calcolo astratto, ma un racconto strutturato di come questa macchina specifica trasforma il denaro in coppia.
Se si esaminano gli studi sui costi basati sul teardown e le "CBOM" (distinte dei costi) dei motori degli OEM, si vedrà che il costo dello statore non è mai solo "statore - $X". Si tratta di un insieme di voci di costo strettamente correlate ma separabili: laminazioni, isolamento, rame, impregnazione, lavorazione e test.
A livello fisico, quasi tutti gli statori moderni sono una qualche variante di:
Una buona distinta base dei costi rende esplicite queste realtà fisiche. Invece di una vaga linea "statore", si modellano: la massa di acciaio grezzo e il fattore di scarto, l'ammortamento della pressa, il metodo di avvolgimento, il processo di impregnazione e il regime di test richiesto dalle specifiche del cliente.
Se si opera in modo corretto, è possibile porre domande informate come: "Cosa succederebbe se passassimo da anime segmentate a una semplice pila laminata?" o "Qual è il costo per punto percentuale di miglioramento del riempimento delle fessure?" e vedere le risposte nella CBOM piuttosto che in un'agitazione manuale.
Se lo statore domina spesso il costo del rame, il rotore domina spesso il costo del rame. rischio: magneti che si muovono con i mercati delle materie prime, integrità meccanica ad alta velocità e resa produttiva.
Per le macchine a induzione, si può avere un rotore a gabbia di scoiattolo relativamente "semplice" - laminazioni e conduttori fusi o a barre - ma il processo di pressofusione o di brasatura delle barre e i requisiti di rettilineità e bilanciamento richiesti comportano comunque costi significativi.
Per i PMSM e le macchine BLDC, la pila del rotore è il punto in cui la distinta base risente di ogni impennata dei prezzi delle terre rare. Il volume del magnete, la qualità, il rivestimento, il metodo di ritenzione (guaine, barattoli, incapsulamento) e i requisiti di sovravelocità/burst si traducono in linee di costo concrete che dovrebbero stare in piedi da sole invece di nascondersi in un'unica voce "rotore - $Y".
A ciò si aggiungono l'albero, le chiavette, gli accoppiamenti e gli eventuali elementi di rilevamento della posizione integrati: tutti elementi piccoli singolarmente, ma di grande importanza se moltiplicati per il volume annuale.
Con lo statore e il rotore suddivisi in parti significative, il passo successivo è quello di esprimerli in una struttura CBOM coerente che collega quantità (kg, secondi, ore-macchina) a denaro. La maggior parte dei modelli di costo per i motori segue uno schema simile: ogni voce ha componenti di materiale, processo e spese generali, mentre gli utensili e la progettazione una tantum sono trattati separatamente e ammortizzati su un volume presunto.
Ecco una tabella semplificata che potete adattare direttamente al vostro foglio di distinta base. I numeri sono segnaposto: ciò che conta è la struttura:
| Sottogruppo | Categoria dell'articolo | Voce di esempio | I principali fattori di costo | Note per l'utilizzo della CBOM statore/rotore |
|---|---|---|---|---|
| Statore | Materia prima | Laminati elettrici in acciaio | kg × prezzo/kg × fattore di scarto | Il fattore di scarto dipende dal modello di punzonatura e dall'efficienza del nest. |
| Statore | Conversione (lavoro) | Laminazione, timbratura e impilatura | Tempo di stampa, tempo dell'operatore, OEE | Legato al tonnellaggio della pressa e alle corse/min. |
| Statore | Materiale diretto | Avvolgimenti in rame | Riempimento delle fessure, scelta del conduttore, curva del prezzo del rame | Scenario del modello con Al al posto di Cu. |
| Statore | Processo | Avvolgimento e terminazione | Tempo di ciclo, livello di automazione | Distinguere le linee manuali da quelle robotizzate. |
| Statore | Processo | VPI / impregnazione | Massa della resina, tempo del serbatoio, tempo del forno | La dimensione dei lotti ha un effetto enorme sui costi. |
| Rotore | Materia prima | Magneti (NdFeB) | Volume × prezzo di qualità | Trattare il costo del magnete come un input di sensibilità separato. |
| Rotore | Conversione | Inserimento e polimerizzazione del magnete | Manipolazione, fissaggi, tempo di polimerizzazione | Includere la perdita di scarto/rendimento per la scheggiatura o la demolizione. |
| Rotore | Processo | Bilanciamento dinamico | Bilanciamento delle ore macchina | Spesso sorprendentemente grandi a basso volume. |
| Rotore | Materia prima | Albero e anelli di fissaggio | Grado del materiale, tolleranza di lavorazione | Attenzione alle tolleranze → costi di rilavorazione. |
| Condiviso | NRE/attrezzatura | Stampi per lo stampaggio, utensili per l'avvolgimento, maschere | Costo dell'utensile ÷ volume di vita | Mantenete questi elementi espliciti, non sepolti nelle "spese generali". |
Una volta che questa struttura esiste, le conversazioni sui progetti "what-if" diventano modifiche al foglio di calcolo anziché discussioni: laminazioni più sottili, topologia del magnete diversa, denti dello statore segmentati: tutto ciò viene visualizzato come modifiche dei parametri e si può vedere l'impatto sul costo per kW o sul costo per Nm.
Per mettere insieme tutto questo in qualcosa di fattibile, è utile seguire un flusso di lavoro ripetibile piuttosto che reinventare il CBOM a ogni progetto. Consideratela come una lista di controllo da seguire con la progettazione, la produzione e l'acquisto nella stessa stanza (reale o virtuale).
Se si segue questo schema, la "distinta base dei costi intorno allo statore e al rotore" smette di essere un artefatto contabile a posteriori e diventa uno strumento di progettazione: uno strumento che consente di ragionare chiaramente sulla destinazione di ogni dollaro, sul motivo per cui si trova lì e su come spostarlo senza rompere il motore.
E questo è il vero vantaggio competitivo: non solo conoscere il costo dello statore e del rotore, ma anche essere in grado di forma che il costo con l'intento ingegneristico.
Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
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