O motor universal é um tipo de motor elétrico que pode trabalhar tanto com corrente contínua quanto com corrente alternada monofásica, por isso são chamados de universais.
No entanto, é mais comum utilizá-los em corrente alternada principalmente por ser a forma de corrente que chega às residências. Eles também são conhecidos pelo apelido de motor monofásico em série.
Em geral, são motores muito simples e baratos que oferecem excelente torque de partida e podem atingir velocidades de rotação muito altas. Todos esses recursos os tornam ideais para uso em ferramentas portáteis e pequenos eletrodomésticos.
Como funciona um motor universal?
O motor universal funciona com base na lei de Laplace. O enrolamento da armadura é conectado em série com o do indutor. O enrolamento do indutor gera um campo magnético devido à passagem de corrente elétrica.
Por outro lado, a armadura se move pela lei de Laplace quando é submetida à influência do campo magnético do indutor e quando é percorrida pela corrente elétrica e submetida à influência do campo magnético do indutor. Este movimento que dá origem à rotação do rotor.
Se o campo aumenta, a força aumenta, a velocidade aumenta porque é proporcional à força eletromotriz que está próxima da tensão de alimentação.
O motor DC tem forte torque de partida e sua velocidade é função inversa da carga. Isso facilita o alcance de velocidades muito altas quando em vazio ou com potências mais baixas.
O diagrama universal do motor é o seguinte:
Quais são as características de um motor universal?
Pode trabalhar em corrente contínua e alternada
O torque de partida é muito alto porque tem maior flexibilidade para vencer a inércia quando está em repouso.
A velocidade é diretamente proporcional à corrente.
Para inverter o sentido de rotação, o sentido da corrente em qualquer um dos enrolamentos é invertido.
Em corrente alternada ele se comporta de maneira semelhante a um motor em série de corrente contínua.
Funcionando em corrente alternada, a potência é menor do que quando funciona em corrente contínua.
Ao contrário dos motores assíncronos, o rotor do motor universal gira na mesma velocidade que o campo magnético do estator.
O circuito elétrico é muito simples, possui apenas um caminho para o fluxo de corrente, pois o circuito é conectado em série.
Não construído para uso por longos períodos de tempo
Quais são as partes de um motor universal?
As partes de um motor universal são:
A carcaça é usada para segurar as peças que compõem o estator. Normalmente alumínio ou aço é usado para sua fabricação.
O estator é a parte do motor que é fixa e contém um conjunto de chapas circulares prensadas. Dentro deste conjunto de chapas existem alguns polos salientes para que possam receber um único par de bobinas indutoras.
O rotor consiste em um núcleo formado por um pacote de chapas de aço. Essas chapas possuem ranhuras para acomodar várias bobinas que são soldadas a um coletor em suas extremidades.
O coletor é uma peça circular que é montada no eixo. É feito de finas folhas de cobre. As barras são isoladas umas das outras e também do eixo.
No coletor há porta-escovas com suas escovas de carvão. Essas escovas permitem que a corrente elétrica seja conectada em série com o rotor giratório ou armadura.
Para que servem os motores universais?
A utilização destes motores de corrente alternada é difundida devido ao maior torque de partida em relação aos motores de indução e devido à sua alta velocidade de rotação, o que permite reduzir seu tamanho e preço.
O motor universal é sem dúvida o motor elétrico mais utilizado na indústria de eletrodomésticos e ferramentas portáteis. Também é usado em outras aplicações onde é necessária alta velocidade de giro com baixas cargas ou baixas forças de resistência.
Diferenças com um motor de corrente contínua em série
Sua constituição é semelhante à de um motor de excitação em série de corrente contínua, porém com algumas modificações:
Os núcleos dos pólos e todo o circuito magnético são construídos de laminações de ferro de silício empilhadas e isoladas para reduzir as perdas de energia por correntes parasitas.
Possui um número menor de espiras no indutor para não saturar magneticamente o núcleo e assim reduzir as perdas por correntes de Foucault e histerese, além de aumentar a intensidade da corrente. À medida que a corrente aumenta, o torque do motor aumenta e o fator de potência melhora.
O motor universal possui maior número de espiras na armadura para compensar a diminuição do fluxo devido ao menor número de espiras no indutor.
