Motor eléctrico

Motor universal

Motor universal

El motor universal es un tipo de motor eléctrico que puede funcionar tanto con corriente continua como con corriente alterna monofásica.

Su constitución es semejante a la de un motor 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. Estas corrientes se producen a causa de las variaciones del flujo magnético cuando se conecta a una red de corriente alterna.
  • 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 y, por tanto, el par motor y mejorar el factor de potencia.
  • Mayor Número de espiras en el inducido para compensar la disminución del flujo debido al menor número de espiras del inductor.

Constitución y principio de funcionamiento del motor universal

El motor universal es un tipo de motor monofásico que puede funcionar tanto en corriente continua como en corriente alterna. Su constitución es esencialmente la del motor serie de corriente continua y sus características de funcionamiento son análogas. A continuación representamos de forma esquemática este motor:

Esquema de un motor universal - corriente alterna y corriente continua

El motor de serie de corriente continua se caracteriza por tener 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. En el momento en que el motor universal funciona en corriente alterna, este inconveniente se ve reducido porqué su aplicación suele ser en motores de pequeña potencia y las pérdidas por rozamientos, cojinetes, etc., son elevadas con respecto al total, por lo que no presentan el peligro de acelerarse tanto, aunque si alcanzan velocidades de hasta 20.000 revoluciones por minuto (rpm). Por este motivo resultan bastante idóneos para pequeños electrodomésticos.

Para que un motor de este tipo pueda funcionar con corriente alterna, es necesario que el empilado de su inductor (el núcleo de los electroimanes) sea de chapa magnética para evitar las pérdidas en el hierro.

El bobinado inductor de los motores universales suele ser bipolar, con dos bobinas inductoras. El motor universal funciona en corriente continua exactamente igual que un motor serie. Si el motor se alimenta con corriente alterna, arranca por sí solo, ya que la corriente que recorre el bobinado inductor presenta cien alternancias por segundo, lo mismo que ocurre a la corriente que recorre el bobinado inducido, por lo que el momento de rotación y el sentido de giro permanecen constantes.

Características de funcionamiento de los motores universales

  • En corriente continua es un motor serie normal con sus mismas características.
  • En corriente alterna se comporta de manera similar a un motor serie de corriente continua. Como cada vez que se invierte el sentido de la corriente, lo hace tanto en el inductor como en el inducido, por lo que el par motor conserva su sentido.
  • Menor potencia en corriente alterna en continua, debido a que en alterna el par es Pulsator.
  • Mayor chisporrotea en las escobillas cuando funciona en corriente alterna, ya que las bobinas del inducido están atravesadas por un flujo alterno cuando se ponen en cortocircuito por las escobillas, lo que obliga a poner un devanado compensador en los motores medios para contrarrestar la fuerza electromotriz inducida por este motivo.

Los motores universales trabajan con voltajes de corriente continua o corriente alterna. Tal motor, llamado universal, se utiliza en sierras eléctricas, taladros, utensilios de cocina, ventiladores, sopladores, batidoras y otras aplicaciones donde se requiere gran velocidad de giro con cargas débiles o fuerzas resistentes pequeñas. Estos motores para corriente alterna y directa, incluyendo los universales, se distinguen por su conmutador devanado y las escobillas.

El circuito eléctrico es muy simple, tiene solamente una vía para el paso de la corriente, porque el circuito está conectado en serie. Su potencial es mayor por tener mayor flexibilidad en vencer la inercia cuando está en reposo, o sea, tiene un par de arranque excelente, pero tiene una dificultad, y es que no está construido para su uso continuo o permanente (durante largos períodos de tiempo).

Otra dificultad de los motores universales son las emisiones electromagnéticas. Las chispas del colector ("chisporroteos") junto con su propio campo magnético generan interferencias o ruido en el espacio radioeléctrico. Esto se puede reducir por medio de los condensadores de paso, de 0,001 μF a 0,01 μF, conectados de las escobillas a la carcasa del motor y conectando ésta a masa. Estos motores tienen la ventaja de que alcanzan grandes velocidades de giro, pero con poca fuerza. Existen también motores de corriente alterna trifásica que funcionan a 380 V y a otras tensiones.

Componentes del motor universal

Estátor de un motor eléctrico universalLos componentes de este motor son:

  • Los campos ( estátor )
  • La masa ( rotor )
  • Las escobillas (los excitadores) 
  • Las tapas (las cubiertas laterales del motor)

El circuito eléctrico es muy simple, tiene solamente una vía para el paso de la corriente, porque el circuito está conectado en serie. Su potencial es mayor por tener mayor flexibilidad en vencer la inercia cuando está en reposo, o sea, tiene un par de arranque excelente, pero tiene una dificultad, y es que no está construido para su uso continuo o permanente (durante largos períodos de tiempo).

Uso de 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 más utilizado en la industria del electrodoméstico.

Generalmente se utiliza en máquinas herramientas portátiles de todo tipo, electrodomésticos pequeños tales como sierras eléctricas, taladros, utensilios de cocina, ventiladores, sopladores, batidoras y otras aplicaciones donde se requiere gran velocidad de giro con cargas débiles o fuerzas resistentes pequeñas. Estos motores para corriente alterna y continua, incluyendo los universales, se distinguen por su conmutador devanado y las escobillas. 

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Última revisión: 30 de noviembre de 2017