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Recinto Universitario Rubén Darío Facultad de Ciencias e Ingeniería Departamento de Tecnología Ingeniería Electrónica VI Año

Asignaturas: Maquinas eléctricas.

Tema: El motor universal.

Docente: Harry Williams. Elaborado por:

 Br. Axel David Norori Centeno.  Br. Jorge Alberto Martínez Oporta.

Fecha de entrega: jueves 11 de marzo de 2019.

I.

Introducción

para entender un poco el motor universal señalaremos puede funcionar tanto con corriente continua (c.c.) como con corriente alterna (a.c.) Es similar a un motor en serie de corriente continua, aunque con muchas y variadas modificaciones: 

Los núcleos polares, y todo el circuito magnético, están construidos con chapas de hierro al silicio aisladas y apiladas para reducir las pérdidas de energía por corrientes parásitas que se producen a causa de las variaciones del flujo magnético cuando se conecta a una red de corriente alterna.



Menor número de espiras en el inductor con el fin de no saturar magnéticamente su núcleo y disminuir así las pérdidas por corrientes de Foucault y por histéresis, aumentar la intensidad de corriente y, por lo tanto, el par motor y mejorar el factor de potencia.



Mayor número de espiras en el inducido para compensar la disminución del flujo debido al menor número de espiras del inductor.

II.

Objetivos

Objetivo general. 

Analizar la estructura del motor universal.

Objetivo específicos: 

Determinar las características en vacío y plena carga cuando funcione con corriente alterna.



Determinar sus características en vacío y plena carga cuando funcione con corriente directa.

III.

Desarrollo.

Para algunas aplicaciones es deseable emplear un motor que pueda operar indistintamente con corriente continua o con corriente alterna, el llamado motor fraccionario del tipo serie, denominado UNIVERSAL, se construye para operar en forma satisfactoria, ya sea en corriente alterna a 60 Hz y 220 Voltios o bien con corriente continua. El llamado motor universal es básicamente un motor devanado del tipo serie que opera aproximadamente la misma velocidad y potencia de salida, ya sea con corriente alterna o con corriente continua y aproximadamente el mismo voltaje. La armadura de un motor tipo universal es de la misma construcción que la de un motor ordinario tipo serie. En pequeño tamaño el voltaje inducido por la acción del transformador en una bobina durante el periodo de conmutación, no tiende a producir suficiente corriente como para producir algún problema serio de conmutación. Para auxiliar la conmutación, se usan escobillas de alta resistencia. En los motores grandes se usan devanados de compensación para mejorar la conmutación.

Este tipo de motor es sencillo en su construcción y menos caro que el tipo serie, se usa para pequeñas potencias (1/6 HP) y altas velocidades, por ejemplo ventiladores de mesa, aspiradoras, taladros portátiles, secadoras de pelo, extractores de aire, licuadoras, etc. Son conocidos también con el sobrenombre de motor monofásico en serie.

PARTES DEL MOTOR UNIVERSAL

Las partes de un motor universal son la carcasa, el estator y el rotor o inducido. La carcasa generalmente de acero o de aluminio, tiene el tamaño necesario para mantener firmes las piezas del estator. Muchas veces no existe la carcasa como tal, puesto que el lugar de la herramienta al que va fijo el estator hace las veces de carcasa. El estator o inducido consiste en un paquete de láminas circulares prensadas, fijadas con remaches, que en su interior tienen unos polos salientes con forma necesaria para recibir, generalmente,

un

solo

par

de

bobinas

inductoras.

El rotor, también llamado inducido en estos motores, consiste en un paquete de laminas de acero que forman el núcleo, con unas ranuras en las que se alojan varias bobinas, cuyos extremos

van

soldados

a

un

colector.

El colector es una pieza circular, montada en el eje, hecha con numerosas laminas de cobre, llamadas delgas, aisladas unas de otras con una mica intermedias generalmente mas bajas que

las

delgas

y

aisladas

también

del

eje.

Sobre el colector, cuya superficie es completamente lisa, van unas porta escobillas con sus respectivas escobillas de carbón o carbones, que permiten la conexión eléctrica en serie con el rotor o inducido que gira.

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS 

Funciona con corriente alterna y con corriente directa.



Posee un par de arranque muy elevado.



La velocidad es directamente proporcional a la corriente.



Se utiliza en herramientas manuales, electrodomésticos.



Para invertir el sentido de rotación, se invierte el sentido de la corriente en

cualquiera de los bobinados.

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 pulsa torio. Además, la corriente está limitada por la impedancia, formada por el inductor y la resistencia del bobinado. Por lo tanto habrá una caída de tensión debido a la 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 contrarrestar la fuerza electromotriz inducida por ese motivo.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El motor eléctrico universal basa su funcionamiento en la ley de Laplace.(Entonces se da el efecto Laplace (o efecto motor): todo conductor por el que circula una corriente eléctrica, inmerso en un campo magnético experimenta una fuerza que lo tiende a poner en movimiento). El bobinado inductor y el bobinado inducido están conectados en serie. Al ser recorridos por una corriente, el bobinado inductor forma el campo magnético y el inducido por la ley de Laplace, al ser recorrido por la corriente y sometido a la influencia del campo magnético inductor, se desplaza, dando origen al giro del rotor. Si aumenta el campo aumenta la fuerza, aumenta la velocidad. El campo magnético que produce la bobina inducida, provoca una deformación del flujo inductor llamada reacción del inducido. En Corriente alterna (CA) o en corriente directa (CD) el sentido se mantiene por la acción momentánea decada alternancia en particular. En CA produce una fuerza contra electromotriz por efecto transformador y por efecto generador. En CD sólo por efecto generador.

REGULACIÓN DE VELOCIDAD EN EL MOTOR UNIVERSAL

Por Reóstato: Al variar la flecha del reóstato se varía la corriente en el motor.

Por conmutación de resistencias: Al variar la conexión (conmutar) entre los bornes numerados, se varía la resistencia y por ende la cantidad de corriente que se entrega al motor. A mayor resistencia menor corriente.

IV.

Procedimiento experimental y Resultados

Primero que todo, la corriente de línea es de 3.5 amperios, además hay que tomar en cuenta que si gira la armadura, las escobillas no están en posición neutra, posterior a eso llenamos una tabla en la que se relacionan el PAR, la velocidad, la corriente, voltaje, y potencia.

PAR (ibf.plg) 0 3 6 9 12

I AMPS 0.9 0.3

VA

POTENCIA

120 120 120 120 120

60 40

VELOCIDAD (r/min) 1809 380

La tabla que se muestra en la parte de arriba aparecen datos en blanco es porque el reóstato del motor nos impidió realizar las mediciones pero con las que tenemos comprendimos el comportamiento de cada una de las etapas de instalación en el equipo didáctico.

V.

Conclusión.

Podemos concluir que el motor universal en un maquina capaz de dar soluciones a muchas necesidades, ya que es uno de los más usados en el mercado, además de comprender como está estructurado internamente. Una de las aspectos muy interesantes de este motor es que puede trabajar con los tipos de corriente que se conocen, cabe señalar determinar cada una de sus características era uno de nuestro objetivos el cual lo pudimos completar con éxito.

VI.

Bibliografía

BOYLESTAD, Robert L. "Análisis Introductorio de Circuitos". Edit. Trillas, S.A. 1980. BRENNER-M, Javid. "Análisis de Circuitos en Ingeniería". Mc Graw Hill 1977.

HAYT, William-KEMMERLY, Jack. Análisis de Circuitos en Ingeniería. Mc Graw Hill.

HUELSMAN, L. P. "Basic Circuit Theory With Digital Computations". Prentice Hall 1972. FITZGERALD-HIGGINBOTHAM-GRABEL. "Fundamentos de Ingeniería Eléctrica". Mc Graw Hill....