고정자 및 회전자 주위에 비용 BOM 구축하기

스테이터와 로터는 일반적으로 재료비와 처리 비용 모두를 지배하기 때문에 자재 명세서(BOM)를 작성하는 경우 주변 블랙박스로 취급하지 않고, 마진, 위험 및 디자인 트레이드 오프를 훨씬 더 잘 제어할 수 있습니다.

대부분의 공개 문서는 일반적인 내용("라미네이션과 구리가 중요하다")에 머물러 있거나 학술적인 원가 모델링에서 길을 잃고 있습니다. 이 가이드는 그 중간, 즉 현재 Excel 모델을 구동할 수 있을 만큼 실용적이면서도 설계 검토 및 소싱 협상에서 원가 BOM을 방어할 수 있을 만큼 깊이 있는 것을 목표로 합니다.

• 이 문서에서 배울 내용
  • 구조화를 위한 멘탈 모델 비용 고정자 및 회전자 주변 BOM
  • 고정자와 회 전자를 경제적인 하위 어셈블리로 분해하는 방법
  • '번들'로 남겨두면 안 되는 일반적인 품목 및 비용 동인
  • 엔지니어링 노브(슬롯 채우기, 라미네이션 두께, 자석 등급)를 비용 영향과 연결하는 방법
  • 자체 원가 계산 스프레드시트에 넣을 수 있는 간단한 표 구조

1. 스프레드시트가 아닌 컴퓨터로 시작하기

BOM 템플릿을 터치하기 전에 다음을 축소합니다. 종류 기계의 비용은 얼마인가요? 전기차용 영구 자석 동기 모터(PMSM), 내부 회전자 BLDC 서보 또는 보그 표준 유도 모터는 모두 비용 구조가 매우 다르며, 특히 고정자와 회전자에서 차이가 큽니다.

두 가지 결정이 이후의 모든 것을 지배합니다:

1. 토폴로지 (PM 대 유도 대 상처장, 내부 로터 대 외부 로터, 축 방향 자속 대 반경 방향 자속)
2. 등급 및 의무 (연속 대 간헐, 속도, 토크, 듀티 사이클, 환경)

이러한 선택에 따라 비용이 자석 중심인지, 구리 중심인지, 강철 중심인지, 그리고 적절한 공차, 밸런싱 및 테스트 수준이 결정됩니다. 예를 들어, 외부 로터 BLDC 허브 모터는 자석과 적층 직경에 더 많은 비용을 지출하는 반면, 고속 내부 로터 PM 기계는 정밀한 적층, 슬리브 및 밸런싱에 적극적으로 비용을 지출할 수 있습니다.

이러한 맥락이 명확해지면 원가 계산된 BOM은 더 이상 추상적인 스프레드시트가 아니라 다음과 같은 구조화된 내러티브가 됩니다. 이 특정 기계가 돈을 토크로 바꾸는 방법.

• BOM을 빌드하기 전에 잠가야 할 주요 설계 결정 사항
  • 모터 유형 및 토폴로지(PMSM, 유도, 스위칭 릴럭턴스, 내부 로터와 외부 로터)
  • 출력, 기본 속도, 피크/연속 토크 및 듀티 프로파일
  • 냉각 개념(공기, 액체, 수소, 직접 냉각식 권선)
  • 목표 효율 등급 / 규제 요구 사항
  • 볼륨 및 성숙도 가정(프로토타입 대 SOP, 연간 빌드 속도)
  • 환경적 제약(IP 등급, 부식, 충격/진동)
  • 통합 수준(베어 스테이터/로터 스택 제공 대 완전 권선 및 테스트 완료된 어셈블리 제공)

2. 고정자 분해하기: '한 줄 항목'에서 비용 스택으로 전환하기

분해 기반 원가 연구와 OEM '모터 CBOM'(원가 BOM)을 살펴보면 고정자 원가 계산이 결코 "고정자 - $X"가 아니라는 것을 알 수 있습니다. 이는 라미네이션, 절연, 구리, 함침, 기계 가공 및 테스트 등 서로 밀접하게 관련되어 있지만 분리 가능한 비용 버킷의 집합입니다.

물리적 수준에서 보면 거의 모든 현대의 스테이터스는 일종의 변형입니다:

• 핵심 얇은 전기강판 라미네이션일반적으로 0.15~0.65mm 두께로 쌓아 올려 접착하거나 맞물려 있습니다.
• 와인딩 (둥근 철사, 머리핀 또는 리츠)를 슬롯 라이너와 쐐기로 안내하여 슬롯에 배치합니다.
• 단열 시스템 (슬롯 라이너, 웨지, 테이프, 바니시/VPI 수지)는 수십 년 동안의 열 및 전기적 스트레스를 견뎌야 합니다.

원가 계산이 잘 된 BOM은 이러한 물리적 현실을 명확하게 보여줍니다. 모호한 "고정자" 라인 대신 원강 질량 및 스크랩 계수, 프레스 툴 상각, 와인딩 방법, 함침 공정, 고객 사양에 필요한 테스트 체제 등을 모델링합니다.

이제 제대로 수행하면 다음과 같은 정보에 입각한 질문을 할 수 있습니다: "세그먼트화된 코어에서 단순한 적층 스택으로 전환하면 어떨까요?" 또는 "슬롯 채우기 개선의 퍼센트 포인트당 비용은 얼마입니까?"와 같은 질문을 하고 손으로 흔들지 않고 CBOM에서 답을 확인할 수 있습니다.

• 일반적인 고정자 BOM 항목(자체 행이 있어야 하는)
  • 라미네이션 스틸
    • 전기강 등급(Si 함량, 코어 손실 사양)
    • 순 질량 × 스크랩 계수(펀칭/트리밍 폐기물)
    • 라미네이션 두께(더 얇아짐 → 손실 감소, 재료 및 툴링 비용 증가)
  • 핵심 제조
    • 라미네이션당 스탬핑/레이저 커팅 비용
    • 스택 본딩 또는 연동 작업
    • OD/ID 및 스택 높이 공차를 위한 스택 후 가공/연삭
  • 와인딩
    • 슬롯 충전율 및 컨덕터 선택에 따른 구리(또는 알루미늄) 질량
    • 와인딩 공정(수동, 바늘, 전단지, 헤어핀 굽힘 및 용접)
    • 리드 종단 하드웨어(러그, 버스바, 절연 부츠)
  • 단열 시스템
    • 슬롯 라이너, 웨지, 상 분리기(노멕스, 운모 등)
    • 바니시 또는 VPI 레진 소비량 및 주기 시간
    • 경화/오븐 시간 및 에너지
  • 품질 및 테스트
    • 서지, 히팟, 부분 방전, 저항 측정
    • 샘플 스택의 치수 검사 및 코어 손실 테스트

3. 로터 BOM: 비용과 위험이 숨어 있는 곳

고정자가 종종 구리 비용을 지배하는 경우 로터가 종종 지배합니다. 위험원자재 시장과 함께 움직이는 자석, 고속의 기계적 무결성, 제조 수율.

인덕션 기계의 경우 라미네이션과 주조 또는 바 앤 링 도체 등 비교적 '단순한' 다람쥐 케이지 로터를 사용할 수 있지만 다이 캐스팅 또는 바 브레이징 공정과 필요한 직진도 및 균형은 여전히 상당한 비용을 수반합니다.

PMSM 및 BLDC 장비의 경우 로터 스택은 희토류 가격이 급등할 때마다 BOM에 영향을 미치는 곳입니다. 자석 부피, 등급, 코팅, 고정 방법(슬리브, 캔, 포팅), 과속/버스트 요구 사항은 모두 단일 "로터 - $Y" 항목에 숨어 있는 것이 아니라 개별적으로 존재해야 하는 구체적인 비용 라인으로 변환됩니다.

또한 샤프트, 키, 커플링, 통합 위치 감지 요소 등 개별적으로는 작지만 연간 생산량을 곱하면 상당한 양이 됩니다.

• 일반적인 로터 BOM 품목
  • 로터 라미네이션
    • 전기 강철 등급 및 두께(고속 IR 설계의 경우 더 얇은 경우가 많음)
    • 펀칭/스탬핑 및 적층 방식(용접, 본딩, 연동)
    • 스큐 단계(세그먼트화된 스큐 스택 또는 스큐 펀치 패턴)
  • 마그네틱 시스템(PMSM/BLDC)
    • 자석 재질(NdFeB, 페라이트, SmCo), 등급 및 코팅
    • 자석 부피 및 아크 범위와 필요 토크 비교
    • 보관: 슬리브(탄소 섬유/강), 캔 또는 포팅
    • 자화 및 취급(설비, 안전, QA)
  • 도체 시스템(인덕션/와인드 로터)
    • 구리 또는 알루미늄 케이지(주물 또는 바 + 링)
    • 엔드 링 가공 및 열처리
    • 브레이징 또는 주조 설비 및 소모품
  • 기계적 요소
    • 샤프트 단조 또는 바 스톡, 선삭, 연삭
    • 키웨이, 밸런싱 기능, 스레드
    • 고정 링, 수축 핏 및 관련 툴링
  • 밸런싱 및 테스트
    • 동적 밸런싱(머신 시간, 시험 무게)
    • 과속 방지 테스트(필요한 경우)
    • 런아웃 측정 및 문서 팩

4. 부품을 원가 계산된 BOM으로 전환하기

스테이터와 로터를 의미 있는 덩어리로 나누었으면 다음 단계는 이를 연결하는 일관된 CBOM 구조로 표현하는 것입니다. 수량 (kg, 초, 기계 시간)에서 돈. 대부분의 모터 산업 원가 모델은 유사한 패턴을 따르는데, 각 품목에는 재료, 공정 및 간접비 구성 요소가 있으며 툴링 및 일회성 엔지니어링은 별도로 처리되고 가정된 볼륨에 따라 상각됩니다.

다음은 BOM 시트에 바로 적용할 수 있는 간소화된 표입니다. 여기서 숫자는 자리 표시자입니다. 중요한 것은 구조입니다:

이 구조가 존재하면 더 얇은 적층, 다른 자석 토폴로지, 분할된 고정자 톱니 등 '만약'의 설계 대화가 인수가 아닌 스프레드시트 편집이 되며, 이 모든 것이 파라미터 조정으로 나타나고 kW당 비용 또는 Nm당 비용에 미치는 영향을 확인할 수 있습니다.

• 고정자/회전자 비용을 은밀하게 왜곡하는 일반적인 CBOM 실수
  • 자석 비용을 명시적으로 추적하는 대신 단일 '로터 어셈블리' 라인으로 통합합니다.
  • 펀칭/라미네이션 스크랩 요인 무시(특히 복잡한 치아 모양의 경우)
  • 고속 밸런싱 및 과속 테스트를 전용 비용 회선 대신 무시할 수 있는 것으로 처리하기
  • 일반적인 '조립 인건비' 버킷에 VPI 및 단열 비용 묻어두기
  • 툴링 및 테스트 리그 투자에 대한 상각이 현실적인 볼륨(실제 볼륨이 아닌 희망 for)
  • 슬롯 충전율 및 컨덕터 선택에 대한 민감도를 모델링하지 않고 단일 "구리 가격" 사용

5. 내일 바로 사용할 수 있는 실용적인 워크플로

이 모든 것을 실행 가능한 것으로 통합하려면 프로젝트마다 CBOM을 다시 만드는 대신 반복 가능한 워크플로우를 따르는 것이 도움이 됩니다. 같은(실제 또는 가상) 공간에서 디자인, 제조, 구매를 진행할 때 사용하는 체크리스트라고 생각하면 됩니다.

1. 모터 정의를 충분히 고정합니다. 토폴로지, 정격, 냉각 및 볼륨 가정을 한 페이지 분량의 '모터 헌장'으로 캡처하세요.
2. 고정자와 회 전자를 물리적으로 스케치합니다. 화이트보드나 CAD에서 어떤 부품이 어떤 하위 어셈블리에 속하는지 그립니다. 가리킬 수 있는 모든 부품은 고유한 BOM 라인을 갖게 됩니다.
3. CBOM 골격을 구축합니다. 위와 같은 표에서 시작하여 회사별 비용 버킷(예: 공장 간접비, 물류, 보증 준비금)을 추가합니다.
4. 피직스를 파라미터화합니다. 라미네이션 질량, 구리 질량, 자석 부피, 사이클 타임을 가능한 경우 간단한 해석 근사치나 FEM 후처리를 통해 전자기 및 기계 설계 모델에 연결할 수 있습니다.
5. 공급업체 및 내부 프로세스 데이터를 연결합니다. 추측이 아닌 견적, 과거 구매 가격, 기계 시간 요금을 사용하고 주기적으로 업데이트하세요.
6. 단일 포인트가 아닌 감도를 실행합니다. 자석 가격, 구리 가격, 수량 및 스크랩 요인을 슬라이더로 처리하고 단위당 및 kW당 비용에 미치는 영향을 매핑합니다.
7. 디자인으로 루프를 닫습니다. CBOM을 사용하여 다음과 같이 주장합니다. 디자인 변경("직경이 약간 더 커지면 외부 로터로 이동하여 10% 자석 부피를 절약할 수 있습니다.")을 통해 고정 도면에서 몇 페니를 깎아내려 하지 않습니다.

이 패턴을 따르면 '고정자와 회전자 주위의 BOM 비용'은 사후 회계 처리의 유물이 아니라 각 달러가 어디로 가는지, 왜 거기에 있는지, 모터를 망치지 않고 이동하는 방법을 명확하게 추론할 수 있는 설계 도구가 됩니다.

고정자 및 로터 비용을 파악하는 것뿐만 아니라 다음과 같은 이점을 누릴 수 있는 것이 진정한 경쟁력입니다. 모양 엔지니어링 의도가 있는 비용입니다.