El motor universal es un tipo de motor eléctrico que puede funcionar tanto con corriente continua como con corriente alterna monofásica por esta razón se les denomina universales.
Sin embargo, es más frecuente utilizarlos en corriente alterna debido principalmente a que es la forma de corriente que llega a los hogares. También se conocen con con el sobrenombre de motor monofásico en serie.
En general son motores muy sencillos y económicos que ofrecen un excelente par de arranque y pueden llegar a velocidades de rotación muy elevadas. Todas estas características los hacen idóneos para utilizarlos en herramientas portátiles y pequeños electrodomésticos.
¿Cómo funciona un motor universal?
El motor universal funciona en base a la ley de Laplace. El bobinado del inducido está conectado en serie con el del inductor. El bobinado del inductor genera un campo magnético debido al paso de la corriente eléctrica.
Por otro lado, el inducido se desplaza por la ley de Laplace al someterse a la influencia del campo magnético del inductor y al ser recorrido por la corriente eléctrica y sometido a la influencia del campo magnético inductor. Este movimiento que da origen al giro del rotor.
Si aumenta el campo aumenta la fuerza, aumenta la velocidad porque es proporcional a la fuerza electromotriz que está cerca de la tensión de alimentación.
El motor de corriente continua tiene un fuerte par de arranque y su velocidad está en función inversa a la carga. De este modo resulta fácil llegar a velocidades muy elevadas cuando funciona en vacío o en potencias menores.
El diagrama del motor universal es el siguiente:
¿Cuáles son las características de un motor universal?
Puede funcionar tanto en corriente continua como alterna
El par de arranque es muy elevado por tener mayor flexibilidad en vencer la inercia cuando está en reposo.
La velocidad es directamente proporcional a la corriente.
Para invertir el sentido de rotación, se invierte el sentido de la corriente en cualquiera de los bobinados.
En corriente alterna se comporta de manera similar a un motor serie de corriente continua.
Funcionando en corriente alterna, la potencia es menor que cuando lo hace en corriente directa.
A diferencia de los motores asíncronos, el rotor del motor universal gira a la misma velocidad de la del campo magnético del estator.
El circuito eléctrico es muy simple, tiene solamente una vía para el paso de la corriente, porque el circuito está conectado en serie.
No está construido para su uso durante largos períodos de tiempo
¿Cuáles son las partes de un motor universal?
Las partes de un motor universal son:
La carcasa se utiliza para sujetar las piezas que configuran el estator. Normalmente se utiliza aluminio o acero para su fabricación.
El estator es la parte del motor que está fija y contiene un conjunto de láminas circulares prensadas. En el interior de este conjunto de láminas tienen unos polos que sobresalen de forma que puedan recibir un solo par de bobinas inductoras.
El rotor consiste en un núcleo formado por un paquete de láminas de acero. Estas láminas tienen unas ranuras para alojar varias bobinas que están soldadas a un colector por sus extremos.
El colector es una pieza con forma circular que va montada en el eje. Está compuesta por delgas que son unas láminas de cobre. Las delgas están aisladas unas de otras y también del eje.
Sobre el colector van unas portaescobillas con sus escobillas de carbón. Estas escobillas permiten conectar la corriente eléctrica en serie con el rotor o inducido que gira.
¿Para qué se utilizan los motores universales?
El uso de estos motores en corriente alterna está muy extendido por el mayor par de arranque con respecto al de los motores de inducción y por su elevada velocidad de rotación, lo que permite reducir su tamaño y su precio.
El motor universal es, sin duda, el motor eléctrico más utilizado en la industria de electrodomésticos y herramientas portátiles. También se utiliza en otras aplicaciones donde se requiere gran velocidad de giro con cargas débiles o fuerzas resistentes pequeñas.
Diferencias con un motor serie de corriente continua
Su constitución es semejante a la de un motor de excitación serie de corriente continua, aunque con algunas modificaciones:
Los núcleos polares, y todo el circuito magnético, están construidos con chapas de hierro al silicio aisladas y apiladas para reducir la pérdidas de energía por corrientes parásitas.
Dispone de un menor número de espiras en el inductor para no saturar magnéticamente el núcleo y disminuir así las pérdidas por corrientes de Foucault y por histéresis, aumentar la intensidad de corriente. Al aumentar la intensidad, aumenta el par motor y mejora el factor de potencia.
El motor universal tiene mayor cantidad de espiras en el inducido para compensar la disminución del flujo debido al menor número de espiras del inductor.
