UNIDAD 5
MOTORES UNIVERSALES
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 de
caballo de fuerza 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 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.
El estator de los motores universales que se utilizan en
electrodomésticos (y también para otros servicios) suele ser bipolar,
con dos bobinas inductoras.
La parte más delicada y de
construcción más laboriosa de estos motores es el rotor o inducido.
Núcleo, bobinados, colector y eje requieren una construcción muy
cuidada. En general, los motores universales para electrodomésticos
están calculados para girar a altas velocidades; y como los entrehierros
son pequeños, cualquier descentramiento o desequilibrio existente en el
conjunto rotor produce vibraciones que pueden perturbar el
funcionamiento y dañar seriamente el motor. Estos motores se someten a
una operación de equilibrado que se efectúa con complicados instrumentos
electrónicos.
El eje, que gira a gran velocidad, debe
sustentarse en rodamientos de bolas o sobre casquillos de bronce poroso
autolubricantes.
La velocidad de estos motores depende de la
carga: a más carga, menos velocidad y viceversa. Esta propiedad y el
poseer un elevado par de arranque son lo más característico de los
motores universales.
FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR UNIVERSAL
Los motores universales funcionan generalmente en altas velocidades, de
3.500 a 20.000 r.p.m., esto da lugar a un alto cociente de
energía-a-peso y de energía-a-tamaño, haciéndolos deseables para las
herramientas hand-held, aspiradores y máquinas de costura. Un motor
universal tiene altas velocidades usando diversas corrientes de una
fuente de energía. El funcionamiento cerca de la carga clasificada es
similar para todas las fuentes, comenzar el esfuerzo de torsión es alto y
la regulación de la velocidad es pobre, la velocidad es muy alta en las
cargas que son bajas. Teóricamente, en la carga cero la velocidad llega
a ser infinita, así algunos motores universales deben emplear controles
de velocidad.Este motor está construido de manera que cuando los devanados inducido e inductor están unidos en serie y circula una corriente por ellos, se forman dos flujos magnéticos que al reaccionar provocan el giro del rotor, tanto si la tensión aplicada es continua como alterna.
CONSTRUCCIÓN DE LOS MOTORES UNIVERSALES
Las partes principales del motor universal con arrollamiento inductor concentrado son:- Carcasa
- Estator
- Inducido
- Los escudos
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.
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