O que é o Alternador Hairpin ?

Introdução ao Alternador Hairpin ?

O Alternador Hairpin como todos os alternadores são componentes essenciais nos veículos, responsáveis por gerar energia elétrica para alimentar os sistemas elétricos, eletrônicos, sensores e recarregar a bateria. 

Com o avanço da tecnologia em veículos leves, utilitários e pesados o consumo de energia elétrica pelos dispositivos eletrônicos, elétricos, sensores aumentou significativamente.

Consequentemente, os alternadores tendiam a ser cada vez maiores fisicamente para suprir a amperagem exigida. E, esse fato desafiou os engenheiros a resolver dois principais desafios. O primeiro, o aumento do tamanho do alternador elevaria o custo do produto e faria com que a Montadora perdesse competitividade. O segundo, o avanço da tecnologia veicular para um aumento da eficiência e redução do consumo de combustível também promoveu a redução do espaço do “cofre” do motor em muitos modelos. 

E devido a este cenário, surgiram diferentes tipos de alternadores, cada um com suas características e benefícios. Um desses avanços é a tecnologia Alternador Hairpin.

Quando surgiu o Alternador Hairpin?

A tecnologia Alternador Hairpin é um conceito inovador que foi introduzido nos alternadores automotivos para melhorar sua eficiência e desempenho. Ela se baseia na forma do estator, que é a parte fixa do alternador responsável por captar o campo magnético necessário para a produção de energia elétrica.

E foi a fabricante japonesa Denso que em 2001 anunciou a inovação e lançou o seu primeiro Alternador Hairpin. E, por cerca de duas décadas, o design hairpin foi protegido por patentes impedindo outros fabricantes de autopeças de copiarem a solução. Desta forma, a Denso permaneceu por muitos anos sendo a única capaz de oferecer essa solução e equipou uma infinidade de modelos de veículos leves, utilitários e pesados. Website Denso: https://www.densoautoparts.com/alternators/

O que é o Alternador com tecnologia Hairpin?

No Alternador Hairpin, o estator é projetado de forma a ter um formato de “pente” ou “hairpin” (grampo de cabelo, em inglês), daí o nome.

Essa forma permite um melhor aproveitamento do espaço interno do alternador, resultando em um maior número de bobinas e, consequentemente, uma densidade magnética maior e que capaz de gerar maior quantidade de energia com menos uso de matéria-prima.

A formato dos fios também é inovador, incorporando segmentos de fio retangular que permitem que a quantidade máxima de condutor seja acondicionada em cada ranhura de laminação.

Nos catálogos em geral, se identifica os Alternadores Hairpin quando o número de peça se inicia com 104210 ou por 421000.

Características técnicas da tecnologia Alternador Hairpin

O Alternador Hairpin foi projetado para reduzir o tamanho físico do alternador de forma reduzir o custo de matéria-prima e ao mesmo tempo, entregar maior eficicência elétrica, ou seja, maior amperagem tanto em alta rotação e, principalmente, em baixa rotação (rotação idle / ponto-morto).

O design do Alternador Hairpin pertimiu uma evolução extraordinária. Em comparação com o alternador tradicional, o Alternador Hairpin possui 96 slots enquanto um alternador tradicional de mesmo tamanho possui 36 slots. 

Isso permite que o Hairpin acomode 2,6 vezes mais espiras de cobre em um mesmo espaço. E é esse o segredo para aumentar a densidade magnética e gerar mais energia elétrica. E ao mesmo tempo reduzir custo, poiz reduz o tamanho da carcaça de alumínio e aço utilizado no rotor e estator. 

Estator tradicional e Estator Hairpin de 3 fases

O Altternador Hairpin se apresenta em duas configurações. 

Na primeira, o estator é de 3 fases ou de duas camadas, conforme foto ao lado. E neste formato a ponte retificadora é de seis diodos. 

Na segunda, o estator é de 6 fases ou de três camadas, conforme foto ao lado. E neste formato a ponte retificadora é de doze diodos. No Alternador Hairpin, o rotor  pode ser de 12 pólos ou 16 pólos.

Vantagens da tecnologia Hairpin

A tecnologia Alternador Hairpin oferece diversas vantagens em relação aos alternadores convencionais. Algumas delas são:

1. Maior eficiência energética: O design do estator em forma de “hairpin” possui maior densidade magnética e, portanto, permite um melhor fluxo magnético, resultando em uma maior eficiência na geração de energia elétrica. Isso significa que a tecnologia Alternador Hairpin é capaz de produzir mais energia com menos uso de matéria-prima, menor impacto ambiental e resulta em um menor consumo de combustível.
2. Maior durabilidade: A tecnologia Hairpin também contribui para a maior durabilidade do alternador. Como a energia é gerada de forma mais eficiente, há uma redução na geração de calor e desgaste dos componentes internos. Isso resulta em uma vida útil mais longa para o alternador.
3. Menor peso e tamanho: Devido ao melhor aproveitamento do espaço interno, os Alternadores Hairpin tendem a ser mais compactos e leves em comparação com os alternadores convencionais. Isso é especialmente vantajoso em veículos onde o espaço e o peso são limitados. E sobretudo, capaz de gerar superior competitividade econômica para as montadoras.
4. Maior estabilidade de tensão: A tecnologia Hairpin também contribui para uma maior estabilidade na geração de energia elétrica. Isso significa que o alternador é capaz de fornecer uma tensão mais constante, o que é importante para o bom funcionamento dos sistemas eletrônicos do veículo.
5. Maior amperagem em rotação baixa (idle / ponto-morto): Como exemplo, um alternador hairpin de 7,0 kilogramas é capaz de produzir 240Amp em rotação alta e 140Amp em rotação idle / ponto morto. Enquanto, um alternador tradicional com os mesmo 7,0 kilogramas é capaz de produzir 120Amp em rotação alta e 65Amp em rotação idle / ponto morto.

Aplicações da tecnologia Hairpin

A tecnologia Hairpin é amplamente utilizada na indústria automotiva, especialmente em veículos mais modernos e avançados. Ela está presente em alternadores de carros de passeio, veículos comerciais, caminhões e equipamentos agrícolas. 

Além disso, a tecnologia Hairpin também pode ser aplicada em outras áreas que requerem a geração de energia elétrica, como em geradores industriais, sistemas de energia renovável e até mesmo em aplicações marítimas.

Um exemplo de aplicação automotiva está no HONDA CRV, clique e confira: https://com-automotive.com/alternador-12v-120amp-1042101540-honda-crv-new-civic-ano1216/

Conclusão

A tecnologia Alternador Hairpin representa um avanço significativo na eficiência e desempenho dos alternadores. Com seu design inovador, os alternadores Hairpin oferecem maior eficiência energética, durabilidade, menor peso e tamanho, além de uma maior estabilidade de tensão. 

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