Motor monofásico universal

Cuando hablamos del Motor monofásico universal, en realidad estamos hablando del los motores mas comunes y económicos que existen para generar movimiento utilizando energía eléctrica.

En diferentes bibliografías, se puede encontrar que el término Motor monfásico Universal hacen referencia a diferentes tipos de motores. Los mas comunes son los siguientes.

Figura 1Esquema del rotor de jaula de ardilla

1) Si es un motor eléctrico que utiliza corriente alterna, en realidad hacemos referencia a un Motor asíncrono o de inducción con rotor bobinado en forma de Jaula de ardilla.

2) Si es un motor eléctrico que utiliza corriente continua, estamos hablando de un Motor síncrono con rotor bobinado y la conexión eléctrica del bobinado del estator o campo es serie. Por mas detalles, por favor ver Motor serie.

3) Motor eléctrico que utiliza corriente alterna pero con rotor bobinado y por lo tanto es un Motor síncrono que por su construcción, puede funcionar con corriente alterna y corriente continua . La conexión eléctrica del bobinado del estator o campo es serie. Por mas detalles, por favor ver Motor serie.

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 2: Onda senoidal.

Cuando el motor universal es conectado en ac , su flujo varia cada medio ciclo.

El ciclo de corriente alterna se puede dividir en el semiciclo positivo y semiciclo negativo.

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 esta de derecha a izquierda, también el flujo producto de los polos está dirigido ahora de izquierda a derecha, el par de arranque no cambia su dirección , puesto que en la mitad negativa se invierten tanto la dirección de la corriente, como la del flujo.

Comparación entre las características del bobinado del estator o campo en Corriente Alterna c.a. y Corriente Continua c. c.:

La cantidad de espiras de campo es menor en el motor en serie de c. a. que en el motor en serie de c. c. para disminuir la reactancia del campo y hacer que circule la cantidad de corriente suficiente. Al disminuir la magnitud del campo se reduce el par motor por lo tanto los motores de c. a. en serie se fabrican para potencias menores de un caballo de potencia en frecuencia de 60 ciclos por segundo. Las características del motor en serie de c. a. no son similares a las del mismo tipo para c. c..

Es una máquina de velocidad variable, de baja velocidad para cargas grandes y de gran velocidad para cargas livianas. El par de arranque también es muy grande. Los motores en serie de fracciones de caballo se emplean para propulsar ventiladores, perforadoras eléctricas y otros aparatos pequeños.

El motor de c.a. en serie tiene las mismas características generales que el de c. c. en serie, se ha fabricado un motor en serie para ambas corrientes que se le llama "motor universal" y tiene gran aplicación en aparatos eléctricos pequeños. Los motores universales funcionan con menor rendimiento que los motores en serie de c. a. o c. c. puros y solo se hacen en tamaños chicos. Para invertir el giro de este motor se deben invertir las conexiones en la armadura.

Bobinado de Compensación:

Los motores universales son motores en serie de potencia fraccional, de c. a., diseñados especialmente para usarse en potencial ya sea de c. c. o de c. a.. Estos motores tienen la misma característica de velocidad y para cuando funcionan en c. a. o en c. c. En general, los motores universales pequeños no requieren devanados compensadores debido a que el numero de espiras de su armadura es reducido y por lo tanto, también lo será su reactancia de armadura. Como resultado, los motores inferiores al 50% de caballo 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.

Los motores universales grandes tienen algún tipo de compensación. Normalmente se trata del devanado compensador del motor de serie o un devanado de campo distribuido especialmente para contrarrestar los problemas de la reacción de armadura.

Una característica importante de los motores serie de c-a es el uso de motores compensadores para reducir la reacción de armadura. El medio más común para esta compensación implica incrustar devanados compensadores distribuidos en los polos del motor. Si el motor de serie de c. a. tendrá aplicaciones tanto con c. a. como con c. c., el devanado compensador se conecta siempre en serie con la armadura y se dice que el motor esta compensado conductivamente. Si el devanado compensador está conectado en corto circuito sobre si mismo, se dice que el motor está compensado inductivamente.