unidad 3
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TECSUP – PFR Máquinas Eléctricas II
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Unidad III
EELL MMOOTTOORR UUNNIIVVEERRSSAALL
1. MOTOR UNIVERSAL
Quizás el enfoque más sencillo utilizado para diseñar un motor que funcione con una
fuente de potencia de CA monofásica consista en tomar una máquina de CC y
ponerla en marcha con un suministro de CA.
EA
RALS
Figura 3.1a. Circuito equivalente de un motor universal.
Si se invierte la polaridad del voltaje aplicado a un motor de CC en derivación o
serie, tanto la dirección del flujo de campo como la dirección de la corriente inducida
se invierte, y el momento inducido resultante continúa en la misma dirección que
tenía antes.
Este tipo de diseño sólo resulta práctico para el motor de CC en serie, puesto que la
corriente inducida y la corriente de campo de la máquina deben invertirse
exactamente al mismo tiempo. Para los motores de CC en derivación, la altísima
inductancia de campo tiende a retardar la inversión de la corriente de campo y por
ende a reducir de manera inconveniente el momento inducido promedio del motor.
Para que un motor de CC serie funcione efectivamente con CA, sus polos de campo
y el marco del estator deben estar completamente laminados, si no lo estuvieran, las
pérdidas de núcleo serían enormes. Al estar laminados los polos y el estator, el
motor se llama generalmente motor universal por cuanto éste puede marchar a
partir de una fuente bien sea de CA como de CC.
Máquinas Eléctricas II TECSUP – PFR
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Cuando el motor está funcionando con una fuente de CA, la conmutación será
mucho más pobre que con una fuente de CC. El chispeo extra en las escobillas se
debe a los voltajes que inducen acción transformadora en las bobinas sometidas a
conmutación. Estas chispas reducen significativamente la vida de las escobillas y en
algunos ambientes pueden ser una fuente de interferencia para las frecuencias
radiales.
En la figura 3.1b aparece una característica típica momento de torsión – velocidad
de un motor universal; ésta difiere de la característica de la misma máquina que
funciona con una fuente de voltaje de CC, por dos razones.
1. Los embobinados de inducido y de campo tienen una gran reactancia grande a
50 ó 60 Hz. Una parte significativa del voltaje de entrada cae a través de estas
reactancias y por tanto EA es más pequeña para un determinado voltaje de
entrada durante el funcionamiento con CA que con CC. Puesto que :
EA = Kφω
Para una determinada corriente de inducido y un cierto momento inducido, el
motor es más lento con corriente alterna que con corriente continua.
Motor de CC serie
Motor universal
(alimentación ca)
Figura 3.1b.
2. Además, el voltaje cresta un sistema de CA es √2 veces su valor rms y por esto
la saturación podría disminuir notablemente el valor del flujo rms del motor para
determinado nivel de corriente, tendiendo a reducir el momento inducido en la
máquina. Recuérdese que una disminución del flujo aumenta la velocidad de
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una máquina CC, por lo cual este efecto puede compensar parcialmente la
disminución de velocidad ocasionada por el primer efecto.
2. APLICACIONES DE LOS MOTORES UNIVERSALES
El motor universal tiene la misma característica momento de torsión - velocidad de
pendiente pronunciada que un motor de CC serie, razón por la cual no es apropiado
para emplearse en equipos de velocidad constante. Sin embargo, es compacto y
ofrece mayor momento por amperio que cualquier otro motor monofásico; por ello
se utiliza en aplicaciones donde son importantes un peso ligero y un momento alto.
Las aplicaciones típicas para este tipo de motor son las máquinas aspiradoras, los
taladros y otras herramientas portátiles semejantes, y los aparatos de cocina.
3. CONTROL DE VELOCIDAD DE LOS MOTORES UNIVERSALES
Tal como ocurre con los motores de CC serie, la mejor manera de controlar la
velocidad de un motor universal es variar el valor rms de su voltaje de entrada.
Cuanto más alto sea este voltaje, mayor será la velocidad resultante del motor. En la
figura 3.2 aparecen las características momento de torsión – velocidades típicas de
un motor universal en función del voltaje.
Figura 3.2.
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ANOTACIONES:
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