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.

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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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