¿Qué es un motor universal?
Un motor universal es un tipo especial de motor que funciona con fuentes de alimentación de CA y CC. Los motores universales están devanados en serie (el inducido y los devanados de campo están en serie). La conexión en serie les permite generar un par elevado; por lo tanto, los motores universales generalmente están integrados en el dispositivo que están destinados a accionar.
La mayoría de los motores universales están diseñados para funcionar a velocidades de hasta 3500 RPM. Estos motores funcionan a una velocidad mayor con una fuente de alimentación de CC que con una fuente de alimentación de CA del mismo voltaje. Esto se debe a la caída de voltaje de reactancia que solo está presente en CA y no en CC.
¿Cómo funciona un motor universal con alimentación de CA y CC?
La construcción de un motor universal es similar a la de un motor de corriente continua en serie. Un motor universal incorpora algunas modificaciones que le permiten funcionar con alimentación de CA o CC.
Construcción de un motor universal
Un motor universal consta de un estator en el que se montan los polos de campo. Las bobinas de campo se enrollan alrededor de los polos de campo. Tanto el circuito de campo del estator como la armadura de un motor universal están laminados. Las laminaciones son necesarias para reducir las corrientes parásitas que se producen al funcionar con corriente alterna.
La armadura giratoria del motor universal está hecha de ranuras rectas o sesgadas sobre las que se apoyan el conmutador y las escobillas. La conmutación en CA es peor que en CC debido a la corriente inducida en las bobinas de la armadura. Por este motivo, las escobillas utilizadas tienen una alta resistencia.
Funcionamiento del motor universal
Cuando se alimenta con una fuente de CC
Cuando el motor universal se alimenta con una fuente de CC, funciona como un motor de CC en serie. En este caso, cuando la corriente fluye en el devanado de campo, produce un campo electromagnético. La misma corriente también fluye en los conductores de la armadura. Cuando un conductor que transporta corriente se coloca en un campo magnético, el conductor experimenta una fuerza mecánica. Esta fuerza mecánica hace que el rotor gire. La regla de la mano izquierda de Fleming nos da la dirección de esta fuerza.
Cuando se alimenta con una fuente de CA
Se produce un par unidireccional cuando el motor universal se alimenta con corriente alterna. Esto se debe a que el devanado de armadura y el devanado de campo están conectados en serie y están en la misma fase. Por lo tanto, siempre que cambia la polaridad de la corriente alterna, la dirección de la corriente en la armadura y el devanado de campo cambia simultáneamente. La dirección del campo magnético y la dirección de la corriente de la armadura se invierten, de modo que la dirección de la fuerza que experimentan los conductores de la armadura sigue siendo la misma. Por lo tanto, independientemente de si se alimenta con corriente alterna o continua, los motores universales funcionan según el mismo principio que los motores en serie de corriente continua.
Te puede interesar: Generador de CC Generador de CAPropiedades de los motores universales
A continuación se enumeran las propiedades distintivas de los motores universales:
- Funcionan a alta velocidad.
- Tienen un alto par de arranque.
- Son de tamaño compacto y ligeros.
- Son ruidosos debido al conmutador y las escobillas.
Características de los motores universales
Eficiencia del motor universal
La eficiencia de los motores universales más pequeños es de alrededor del 30 %, mientras que los motores universales más grandes tienen una eficiencia del 70-75 %.
Características de velocidad-carga del motor universal
La velocidad del motor universal es la más baja a plena carga y la más alta sin carga. Se utilizan trenes de engranajes para obtener la velocidad requerida con la carga requerida. Las características de velocidad-carga de los motores universales tanto para CA como para CC se muestran en la figura anterior.
Control de velocidad del motor universal
La velocidad del motor universal se controla para evitar que el motor funcione a una velocidad peligrosa sin carga. Un método para controlar la velocidad es incorporar el motor universal en un dispositivo para que nunca funcione sin carga. Estos tipos de configuración son los preferidos para aplicaciones pequeñas que prefieren conectar el motor directamente al sistema que impulsa.
A continuación se indican otras formas de establecer la velocidad del motor al valor deseado:
- Uso de un tren de engranajes para reducir la velocidad de carga real
- Método de control de velocidad por resistencia
- Mecanismo centrífugo
Aplicaciones del motor universal
Los motores universales se utilizan en aplicaciones en las que se necesita una alta velocidad y un buen control de la misma. A continuación se enumeran las distintas aplicaciones del motor universal:
- Los motores universales se utilizan en ventiladores de mesa, secadores de pelo y amoladoras.
- Se utilizan en taladros portátiles.
- Se utilizan en pulidoras, sopladores y electrodomésticos de cocina.
Preguntas más frecuentes
¿Qué es un motor universal y por qué se le llama así?
El motor universal es un tipo especial de motor que puede funcionar con una fuente de CC o una fuente de CA monofásica. Dado que puede funcionar tanto con CA como con CC, se lo denomina motor universal.
¿Se puede utilizar un motor universal como generador?
Sí, pero un motor universal es un motor de CC en serie que no es un buen generador con características de uso general.
¿Cómo funciona un motor universal?
Un motor universal funciona como un motor de corriente continua en serie cuando se alimenta con una fuente de corriente continua. Se produce un campo magnético cuando la corriente fluye a través del devanado de campo. La misma corriente también fluye a través de los conductores de la armadura. Sabemos que cuando un conductor que transporta corriente se coloca en un campo electromagnético, experimenta una fuerza mecánica. Debido a esta fuerza mecánica, el rotor comienza a girar.
¿Dónde se utiliza el motor universal?
Debido a su alto par de arranque y su tamaño compacto, los motores universales se utilizan en herramientas y equipos eléctricos portátiles.
Enumere dos diferencias entre el motor universal y el motor de serie de CC.
- El motor universal tiene diferentes relaciones de bobinado y láminas de hierro más delgadas.
- Un motor universal también puede funcionar con corriente alterna, mientras que un motor de serie de CC funciona solo con corriente continua.
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