Motor Universal........................................................................... | Monografías, Ensayos de Sistemas Electromecánicos

Experiencia N°3: MOTOR UNIVERSAL

I. INTRODUCCIÓN

Recibe el nombre de motor universal aquel que puede funcionar indistintamente en

corriente continua y en corriente alterna monofásica. Su construcción es en esencia, igual

a la de un motor serie de corriente continua y sus características de funcionamiento

también son análogas. Recordemos que el motor serie de corriente continua se caracteriza

por disponer de un fuerte par de arranque y que la velocidad del rotor varía en sentido

inverso con la carga, pudiendo llegar a embalarse cuando funciona en vacío.

Un motor universal funciona en corriente continua en condiciones exactamente iguales

que un motor serie. Por otra parte, alimentado con corriente alterna arranca por sí solo.

Naturalmente que la corriente que recorre el bobinado inducido presenta 100 alternancias

por segundo pero, simultáneamente, le ocurre lo mismo a la corriente de excitación de las

bobinas polares y en consecuencia, al flujo inductor, por lo que, el momento de rotación y

el del rotor resulta siempre de sentido constante.

Así pues, un motor serie de corriente continua puede funcionar como motor de corriente

alterna. Ahora bien, dado que el flujo resulta de sentido alterno tanto en el estator como

en el rotor, es preciso que ambos sean construidos de chapa magnética. Por otra parte, la

conmutación resulta pero en los motores universales que en los de corriente continua, por

lo que la vida de escobillas y colector es más corta, inconveniente que reduce mucho el

campo de aplicación de los motores universales.

II. Objetivo

III. Marco Teórico

El motor universal es un tipo de motor que puede ser alimentado con corriente alterna o

con corriente continua, es indistinto. Sus características principales no varían

significativamente, sean alimentados de una forma u otra. Por regla general, se utilizan

con corriente alterna. También se les llama motor monofásico en serie. Este tipo de motor

se puede encontrar tanto para una máquina de afeitar como para una locomotora, esto da

una idea del margen de potencia en que pueden llegar a ser construidos.

Las principales partes de este motor son el Estator y el Rotor con colector.

Los bobinados del estator y del rotor están conectados en serie a través de unas escobillas.

El par de arranque se sitúa en 2 ó 3 veces el par normal.

La velocidad cambia según la carga. Cuando aumenta el par motor disminuye la velocidad.

Se suelen construir para velocidades de 3000 a 8000 r.p.m., aunque los podemos

encontrar para 12000 r.p.m. Para poder variar la velocidad necesitamos variar la tensión

de alimentación, normalmente se hace con un reostato o resistencia variable.

El cambio de giro es controlable, sólo tenemos que intercambiar una fase en el estator o

en el rotor, nunca en los dos, lo cual es fácilmente realizable en la caja de conexiones o

bornes que viene incorporado con el motor.

Cuando el motor es alimentado, se produce que las corrientes circulan en el mismo

sentido, tanto el estator como en el rotor, pero en el cambio de ciclo cambia el sentido en

los dos, provocando el arranque del motor.

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Experiencia N°3: MOTOR UNIVERSAL I. INTRODUCCIÓN Recibe el nombre de motor universal aquel que puede funcionar indistintamente en corriente continua y en corriente alterna monofásica. Su construcción es en esencia, igual a la de un motor serie de corriente continua y sus características de funcionamiento también son análogas. Recordemos que el motor serie de corriente continua se caracteriza por disponer de un fuerte par de arranque y que la velocidad del rotor varía en sentido inverso con la carga, pudiendo llegar a embalarse cuando funciona en vacío. Un motor universal funciona en corriente continua en condiciones exactamente iguales que un motor serie. Por otra parte, alimentado con corriente alterna arranca por sí solo. Naturalmente que la corriente que recorre el bobinado inducido presenta 100 alternancias por segundo pero, simultáneamente, le ocurre lo mismo a la corriente de excitación de las bobinas polares y en consecuencia, al flujo inductor, por lo que, el momento de rotación y el del rotor resulta siempre de sentido constante. Así pues, un motor serie de corriente continua puede funcionar como motor de corriente alterna. Ahora bien, dado que el flujo resulta de sentido alterno tanto en el estator como en el rotor, es preciso que ambos sean construidos de chapa magnética. Por otra parte, la conmutación resulta pero en los motores universales que en los de corriente continua, por lo que la vida de escobillas y colector es más corta, inconveniente que reduce mucho el campo de aplicación de los motores universales. II. Objetivo III. Marco Teórico El motor universal es un tipo de motor que puede ser alimentado con corriente alterna o con corriente continua, es indistinto. Sus características principales no varían significativamente, sean alimentados de una forma u otra. Por regla general, se utilizan con corriente alterna. También se les llama motor monofásico en serie. Este tipo de motor se puede encontrar tanto para una máquina de afeitar como para una locomotora, esto da una idea del margen de potencia en que pueden llegar a ser construidos. Las principales partes de este motor son el Estator y el Rotor con colector. Los bobinados del estator y del rotor están conectados en serie a través de unas escobillas. El par de arranque se sitúa en 2 ó 3 veces el par normal. La velocidad cambia según la carga. Cuando aumenta el par motor disminuye la velocidad. Se suelen construir para velocidades de 3000 a 8000 r.p.m., aunque los podemos encontrar para 12000 r.p.m. Para poder variar la velocidad necesitamos variar la tensión de alimentación, normalmente se hace con un reostato o resistencia variable. El cambio de giro es controlable, sólo tenemos que intercambiar una fase en el estator o en el rotor, nunca en los dos, lo cual es fácilmente realizable en la caja de conexiones o bornes que viene incorporado con el motor. Cuando el motor es alimentado, se produce que las corrientes circulan en el mismo sentido, tanto el estator como en el rotor, pero en el cambio de ciclo cambia el sentido en los dos, provocando el arranque del motor.

El uso de estos motores en corriente alterna está muy extendido por el mayor par de arranque respecto al de los motores de inducción y por su elevada velocidad de rotación, lo que permite reducir su tamaño y su precio. Así, se emplea en máquinas herramientas portátiles de todo tipo, electrodomésticos pequeños, etc. Características de funcionamiento  En corriente continua es un motor serie normal con sus mismas características.  En corriente alterna se comporta de manera semejante 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, con lo que el par motor conserva su sentido.  Menor potencia en corriente alterna que en continua, debido a que en alterna el par es pulsatorio. Ademas,la corriente esta limitada por la impedancia, formada por el inductor y la resistencia del bobinado. Por lo tanto habrá una caída de tensión debido a a reactancia cuando funcione con corriente alterna, lo que se traducirá en una disminución del par.  Mayor chispeo en las escobillas cuando funciona en corriente alterna, debido a 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 medianos para contrarestar la fuerza electromotriz inducida por ese motivo. Principio de Funcionamiento en Corriente Continua Al invertir la corriente continua del motor en serie, el sentido de rotación permanece constante. Si se aplica corriente alterna a un motor en serie, el flujo de corriente en la armadura y en el campo se invierte simultáneamente, el motor seguirá girando en el mismo sentido. Principio de Funcionamiento en Corriente Alterna Figura 1. Onda senoidal Cuando el motor universal es conectado en ca, su flujo varia cada medio ciclo. En la primera mitad de la onda de corriente alterna es denominada positiva, aquí la corriente en los devanados de la armadura tienen la dirección igual a las manecillas del reloj, es decir de izquierda a derecha, mientras que el flujo producto del devanado del campo tiene un sentido de derecha a izquierda, así que el par desarrollado por el motor es contrario al de las manecillas del reloj. En la segunda mitad de la onda de corriente alterna, denominada negativa, el voltaje aplicado invierte su polaridad, así mismo la corriente cambia su dirección y ahora

Su velocidad depende de la carga, llegando a alcanzar en vacío velocidades elevadísimas que para ciertos trabajos son inadmisibles; intercalando resistencias con los bobinados, puede gobernarse entre amplios límites, la velocidad, si bien a costa de pérdidas relativamente elevadas. Esto implica que cuando haya que contar con períodos de marcha en vacío, se debe prever una resistencia adecuada en paralelo con el inducido, para limitar su velocidad. Se emplea como regulador de la velocidad la combinación de resistencias en serie y en paralelo. La resistencia conectada en paralelo con el rotor atenúa el número de revoluciones de la máquina y la resistencia en serie limita su intensidad. El ejemplo de aplicación de un motor universal a velocidad constante por ejemplo son las máquinas de escribir, puede obtenerse mediante un freno centrífugo que regula automáticamente el número de revoluciones. Entre otras aplicaciones típicas de este motor están las aspiradoras eléctricas, los taladros y las herramientas manuales similares, así como los utensilios de cocina, sierra eléctrica, ventiladores sopladores, batidoras. Figura 3. Control de la Velocidad por Conutación de Resistencia Figura 4. Control de la Velocidad con Reóstato Construcción de los Motores Universales Entre las partes del motor universal con arrollamiento inductor concentrado se encuentran:  La carcasa.  El estator.  El inducido.  Los escudos.

La carcasa suele ser por lo regular de acero laminado, de aluminio o de fundición 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 pequeño. Consiste en un paquete de chapas que forma un núcleo compacto con ranuras normales u oblicuas y un colector al cual van conectados los terminales del arrollamiento inducido. Tanto el núcleo de chapas como el colector, van sólidamente 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 sólo un escudo, pues el otro está fundido con la carcasa. Los portaescobillas van por lo regular sujetos al escudo frontal mediante pernos. Figura 5. Partes de un Motor Universal Detección, Localización y Reparación de Averías en Motores Universales  Pruebas: Tanto el arrollamiento inductor como el del inducido deben verificarse detenidamente antes y después de su montaje. El arrollamiento inductor se comprobará en busca de contactos a masa, cortocircuitos, interrupciones e inversiones de polaridad. No hay que olvidar que antes de rebobinar un inducido hay que verificar el colector en busca de posibles delgas en cortocircuito o contactos a masa.  Reparación: Las averías que pueden presentarse en los motores universales son las mismas que ocurren en los de motores continua. A continuación, se enumeran las más corrientes: 1.- Si se producen chispas abundantes en funcionamiento, las causas pueden ser:  Terminales de bobinas conectados a delgas que no corresponden.  Polos inductores con cortocircuito.

V. Conclusiones

Los motores universales son motores en serie de potencia fraccional, de corriente alterna, diseñados 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 varía en sentido inverso de la carga, pudiendo llegar a embalarse cuando funciona en vacío.
Estos motores tienen la misma característica de velocidad y par cuando funcionan en c.a. o en c.c. En general, los motores universales pequeños no requieren devanados compensadores debido a que el número de espiras de su armadura es reducido y por lo tanto, también lo será su reactancia de armadura. Como resultado, los motores inferiores a 3/8 HP generalmente se construyen sin compensación.
El costo de los motores universales no compensados es relativamente bajo por lo que su aplicación es muy común en aparatos domésticos ligeros, por ejemplo: aspiradoras, taladros de mano, licuadoras, etc.
El motor universal es sin duda, el más utilizado en la industria del electrodoméstico. 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 núcleo de los electroimanes) sea de chapa magnética para evitar las corrientes de Foucault. Por otra parte, la conmutación resulta más complicada en los motores universales que en los de corriente continua, por lo que la vida de las escobillas y el colector es más corta, inconveniente que reduce mucho el campo de aplicación de los motores universales.
Los motores universales grandes tienen algún tipo de compensación. Normalmente se trata del devanado compensador del motor serie o un devanado de campo distribuido especialmente para contrarrestar los problemas de la reacción de armadura.
Su esquema de conexiones y sus características de funcionamiento corresponden a las de un motor serie. VI. Bibliografía
http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_monof%C3%A1sico_universal
http://www.nichese.com/motor.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_corriente_alterna
http://html.rincondelvago.com/motores-universales.html
http://www.motor-universal.com/
http://www.google.co.ve/imgres?imgurl=http://4.bp.blogspot.com
http://www.google.co.ve/imgres?imgurl=http://imagenes.unicrom.com/ motor_universal_control_resistores

http://www.google.co.ve/imgres?imgurl=http://imagenes.unicrom.com/ motor_universal_control_reostato.gif&imgrefurl
http://www.google.co.ve/imgres?imgurl=http://farm3.static.flickr.com/ 2435/4004009573_174c6aeeac.jpg&imgrefurl
http://www.serfriq.cl/info/averias_motores.html

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