EL MOTOR UNIVERSALJess Alberto Balta Garca 1090666E-mail:
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UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE
ELECTRICIDAD Y ELECTRNICAMQUINAS ELECTRICAS
Resumen- En este documento se evidencia las principales
caractersticas del motor universal, como los son su funcionamiento,
las ventajas; tambin se mencionan las partes que componen esta
mquina.
Palabras clave- Motor serie, Corrientes de foucault, rotacin,
inducido.
Abstract- This paper evidence the main features of universal
motor, as are its operating advantages; the parts of this machine
are also mentioned.
Keywords- Motor series, Eddy currents, rotation, induced.
1. INTRODUCCIN
Este trabajo es un desarrollo explicativo del funcionamiento del
motor universal.
Los motores universales son motores en serie de potencia
fraccional, de corriente alterna, diseados especialmente para
usarse en potencia ya sea de corriente continua o de corriente
alterna. Recordemos que el motor serie de corriente continua se
caracteriza por disponer de un fuerte par de arranque y que la
velocidad del rotor vara en sentido inverso de la carga, pudiendo
llegar a embalarse cuando funciona en vaco. Estos motores tienen la
misma caracterstica de velocidad y par cuando funcionan en c.a. o
en c.c. En general, los motores universales pequeos no requieren
devanados compensadores debido a que el nmero de espiras de su
armadura es reducido y por lo tanto, tambin lo ser su reactancia de
armadura.
El motor universal es sin duda, el ms utilizado en la industria
del electrodomstico. Su nombre deriva del hecho de que puede
funcionar tanto en corriente alterna como en corriente continua.
Para que un motor de este tipo pueda funcionar con c.a. es
necesario que el empilado de su inductor (el ncleo de los
electroimanes) sea de chapa magntica para evitar las corrientes de
Foucault. Por otra parte, la conmutacin resulta en los motores
universales que en los de corriente continua, por lo que la vida de
las escobillas y el colector es ms corta, inconveniente que reduce
mucho el campo de aplicacin de los motores universales.
Los motores universales grandes tienen algn tipo de compensacin.
Normalmente se trata del devanado compensador del motor serie o un
devanado de campo distribuido especialmente para contrarrestar los
problemas de la reaccin de armadura.
Su esquema de conexiones y sus caractersticas de funcionamiento
corresponden a las de un motor serie.
2. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GENERALExplorar y dar a conocer las caractersticas
del motor universal.
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
Enunciar las caractersticas de construccin de esta mquina
Describir el principio de funcionamiento Presentar el circuito
equivalente que caracteriza al motor universal Exponer las
aplicaciones en la que se utiliza este motor
3. MARCO TEORICO
FIG 1. MOTOR UNIVERSAL
3.1. LAS CARACTERISTICASSe utiliza generalmente para conseguir
altas velocidades, de 3.500 a 20.000 r.p.m., hacindolos deseables
para las herramientas hand-held y pequeos electrodomsticos.
El motor universal, es un motor capaz de trabajar tanto en
corriente continua DC como en corriente alterna AC.
La velocidad de este motor es directamente proporcional a la
corriente.
Para invertir el sentido de rotacin, se invierte el sentido de
la corriente en cualquiera de los bobinados.
3.1.1. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS MOTORES UNIVERSALES
Elevadas velocidades de rotacin cuando se alimentan con
excitacin en serie.
Que pueden construirse para cualquier velocidad de giro y
resulta fcil conseguir grandes velocidades, cosa que no puede
conseguirse con otros motores de c.a.
Funcionan indistintamente con c.c. y/o con c.a.
Poseen un elevado par de arranque.
La velocidad se adapta a la carga.
Para regular la velocidad de giro basta con conectar un restato
en serie con el inducido.
Que contienen elementos delicados que requieren una revisin
peridica; es preciso entonces comprobar el desgaste del colector,
de las escobillas, el envejecimiento de los muelles que las oprimen
contra las delgas del colector.
El contacto deslizante entre colector y escobillas produce
chispas que pueden perturbar el funcionamiento de los receptores de
radio y de televisin que se encuentran en zona prxima al motor.
Por causa de la gran velocidad de giro, estos motores son algo
ruidosos.
Su inducido es de difcil reparacin, casi siempre resulta ms
ventajoso sustituirlo por otro nuevo.
Los motores universales miniatura, como los que se utilizan en
mquinas de afeitar y en juguetera, por ejemplo, tienen el inducido
mucho ms simple; casi siempre con tres bobinas arrolladas sobre
ncleos en estrella. El colector, para que ocupe menos espacio, deja
de ser de tambor para convertirse en un colector de disco. Tambin
el estator es muy simple, con una sola bobina.
En algunos juguetes que funcionan con c.a. el inductor es de dos
piezas, una de ellas es mvil. El movimiento de esta parte del
inductor (que se produce siempre que se interrumpe la corriente)
arrastra el dispositivo del cambio de marchas.
3.2. CONSTRUCCION DE LOS MOTORES UNIVERSALES
Las partes principales del motor universal con arrollamiento
inductor concentrado son:
La carcasa. El estator El inducido. Los escudos.
La carcasa suele ser por lo regular de acero laminado, de
aluminio o de fundicin con dimensiones adecuadas para mantener
firmes las chapas del estator. Los polos suelen estar afianzados a
la carcasa con pernos pasantes. Con frecuencia se construye la
carcasa de una pieza, con los soportes o pies del motor.
El estator o inductor, que se representa junto con otras partes
componentes, consiste en un paquete de chapas de forma adecuada,
fuertemente prensadas y fijadas mediante remaches o pernos.
El inducido es similar al de un motor de corriente continua
pequeo. Consiste en un paquete de chapas que forma un ncleo
compacto con ranuras normales u oblicuas y un colector al cual van
conectados los terminales del arrollamiento inducido. Tanto el
ncleo de chapas como el colector, van slidamente asentados sobre el
eje.
Los escudos, como en todos los motores, van montados en los
lados frontales de la carcasa y asegurados con tornillos. En los
escudos van alojados los cojinetes, que pueden ser de resbalamiento
o de bolas, en los que descansan los extremos del eje. En muchos
motores universales pueden desmontarse slo un escudo, pues el otro
est fundido con la carcasa. Los porta escobillas van por lo regular
sujetos al escudo frontal mediante pernos.
FIG 2. PARTES PRINCIPALES DEL MOTOR UNIVERSAL
3.3. FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR UNIVERSALLos motores universales
funcionan generalmente en altas velocidades, de 3.500 a 20.000
r.p.m., esto da lugar a un alto cociente de energa-a-peso y de
energa-a-tamao, hacindolos deseables para las herramientas
hand-held, aspiradores y mquinas de costura. Un motor universal
tiene altas velocidades usando diversas corrientes de una fuente de
energa. El funcionamiento cerca de la carga clasificada es similar
para todas las fuentes, comenzar el esfuerzo de torsin es alto y la
regulacin de la velocidad es pobre, la velocidad es muy alta en las
cargas que son bajas. Tericamente, en la carga cero la velocidad
llega a ser infinita, as algunos motores universales deben emplear
controles de velocidad.
Este motor est construido de manera que cuando los devanados
inducidos e inductor estn unidos en serie y circula una corriente
por ellos, se forman dos flujos magnticos que al reaccionar
provocan el giro del rotor, tanto si la tensin aplicada es continua
como alterna.
FIG 3. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR UNIVERSAL
3.4. CIRCUITO EQUIVALENTE DEL MOTOR UNIVERSAL
FIG 4. MOTOR UNIVERSAL
FIG 5. CAMPO DE LA BOBINA
4. APLICACIONES
El motor universal tiene la caracterstica par-velocidad
descendente, fuertemente empinada de un motor dc serie, de modo que
no es adecuado para aplicaciones de velocidad constante. Sin
embargo, por ser compacto y dar ms par por amperio que cualquier
otro motor monofsico, se utiliza en aplicaciones donde se requieren
un peso ligero y alto par.
El costo de los motores universales no compensados es
relativamente bajo por lo que su aplicacin es muy comn en aparatos
domsticos ligeros, por ejemplo: aspiradoras, taladros de mano,
licuadoras.
FIG 6. DETALLE DEL MOTOR UNIVERSAL DE UNA BATIDORA
FIG 6. MOTOR UNIVERSAL DE UNA ASPIRADORA, CON EL BOBINADO DEL
ESTATOR INDEPENDIENTE
5. REFERENCIAS
[1] https://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_de_Foucault
[2] https://prezi.com/k8a9i-cjpbty/motor-universal/
[3] MQUINAS ELCTRICAS (Segunda edicin) Stephen J. Chapman
