Motor eléctrico

Motor universal

Motor universal

O motor universal é um tipo de motor elétrico que pode operar tanto com corrente contínua como com corrente alternada monofásica.

Sua constituição é semelhante à de um motor em série de corrente contínua, embora com algumas modificações:

Os núcleos polares e todo o circuito magnético são construídos com placas de ferro silício isoladas e empilhadas para reduzir as perdas de energia por correntes parasitas. Essas correntes ocorrem devido a variações do fluxo magnético quando conectadas a uma rede de corrente alternada.

Tem um menor número de voltas no indutor para não magneticamente saturar o núcleo e assim reduzir as perdas por correntes parasitas e histerese, aumentar a intensidade da corrente e, consequentemente, o torque e melhorar o fator de potência.

O motor universal possui um maior número de voltas na armadura para compensar a diminuição do fluxo devido ao menor número de voltas do indutor.

Constituição e princípio de funcionamento do motor universal

O motor universal é um tipo de motor monofásico que pode funcionar tanto em corrente contínua quanto em corrente alternada. Sua constituição é essencialmente a do motor em série de corrente contínua e suas características operacionais são análogas. Em seguida, representamos esse mecanismo esquematicamente:

Diagrama de um motor universal - corrente alternada e corrente contínua

O motor em série de corrente contínua é caracterizado por ter um torque de partida forte e sua velocidade está em função inversa à carga. Desta forma, é fácil alcançar velocidades muito altas quando se trabalha no vácuo. No momento em que o motor universal opera em corrente alternada, essa desvantagem é reduzida, pois sua aplicação é usualmente em motores de baixa potência e as perdas por fricção, mancais, etc., são altas em relação ao total, de modo que eles apresentam o perigo de acelerar tanto, embora alcancem velocidades de até 20.000 rotações por minuto (rpm). Por esta razão, eles são bastante adequados para pequenos aparelhos.

Para que um motor elétrico deste tipo possa funcionar com corrente alternada, é necessário que o empilhamento de seu indutor (o núcleo dos eletroímãs) seja feito de chapa magnética para evitar perdas no ferro.

O enrolamento do indutor dos motores universais é geralmente bipolar, com duas bobinas de indutor. O motor universal opera em corrente contínua exatamente como um motor serial. Se o motor é alimentado por corrente alternada, ele começa sozinho, pois a corrente que flui através do enrolamento do indutor apresenta uma centena de alternâncias por segundo, assim como acontece com a corrente que o enrolamento induzido percorre, então o momento de rotação e o sentido de rotação permanece constante.

Características de funcionamento de motores universais

  • Em corrente contínua é um motor normal da série com suas mesmas características.
  • Em corrente alternada, comporta-se de forma semelhante a um motor em série de corrente contínua. À medida que cada vez que o sentido da corrente inverte, faz com que tanto o indutor e do induzido, de modo que o torque mantém o seu significado.
  • Menor potência em corrente alternada em corrente contínua, porque em torque alternado é o pulsador.
  • Mais chia sobre as lâminas do limpador quando operando em potência AC, uma vez que os enrolamentos da armadura são atravessados ​​por um fluxo alternado quando curto-circuito pelas escovas, que as forças colocadas um enrolamento de compensação no meio motor para contrariar a força electromotriz induzida por este motivo.

Os motores universais trabalham com corrente contínua ou tensão de corrente alternada. Tal motor elétrico, chamado universal, é usado em serras elétricas, furadeiras, utensílios de cozinha, ventiladores, sopradores, misturadores e outras aplicações onde é necessária alta velocidade de rotação com cargas fracas ou pequenas forças resistentes. Estes motores para corrente alternada e contínua, incluindo os universais, distinguem-se pelo seu comutador de enrolamento e escovas.

Estator de um motor elétrico universal

O circuito elétrico é muito simples, tem apenas um caminho para a passagem da corrente, pois o circuito é conectado em série. Seu potencial é maior porque tem maior flexibilidade para superar a inércia quando está em repouso, ou seja, tem um excelente torque de partida, mas tem dificuldade, e é que não é construído para uso contínuo ou permanente (por longos períodos de tempo). ).

Outra dificuldade dos motores universais são as emissões eletromagnéticas. As faíscas do coletor ("crepitação") junto com seu próprio campo magnético geram interferências ou ruídos no espaço radioelétrico. Isto pode ser reduzido por meio dos capacitores de passo, de 0,001 μF a 0,01 μF, conectados das escovas ao alojamento do motor e conectando-o ao terra. Esses motores têm a vantagem de atingir altas velocidades de rotação, mas com pouca força. Existem também motores CA trifásicos que operam a 380 V e outras tensões.

Componentes do motor universal

Os componentes deste mecanismo são:

  • Os campos (estator)
  • A massa (rotor)
  • Pincéis (excitadores) 
  • Coberturas (tampas laterais do motor)

O circuito elétrico é muito simples, tem apenas um caminho para a passagem da corrente, pois o circuito é conectado em série. Seu potencial é maior porque tem maior flexibilidade para superar a inércia quando está em repouso, ou seja, tem um excelente torque de partida, mas tem dificuldade, e é que não é construído para uso contínuo ou permanente (por longos períodos de tempo). ).

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Uso de motores universais

A utilização destes motores em corrente alternada é muito difundida devido ao maior torque de partida em relação ao dos motores de indução e devido a sua alta velocidade de rotação, o que permite reduzir seu tamanho e seu preço. O motor universal é, sem dúvida, o motor elétrico mais utilizado na indústria de eletrodomésticos.

Geralmente usado em máquinas-ferramentas portáteis de todos os tipos, aparelhos de pequeno porte, tais como serras elétricas, brocas, utensílios de cozinha, ventiladores, ventiladores, misturadores e outras aplicações onde alta velocidade é necessária com cargas fracas ou pequenas forças que resistem. Estes motores AC e DC, incluindo universal, que se distingue pelo seu comutador sinuosas e escovas.

Vantagens e desvantagens do motor universal

O motor universal de corrente alternada tem as seguintes vantagens:

  • O motor universal tem um alto torque de partida durante a partida.
  • Esse tipo de motor elétrico pode atingir velocidades mais altas (até aproximadamente 25.000 rpm) em comparação com as velocidades possíveis com motores assíncronos na frequência da rede.
  • Como em um motor CC normal, a velocidade pode ser facilmente ajustada variando a tensão do motor.

Por outro lado, o motor universal tem as seguintes desvantagens:

  • O comutador presente no motor elétrico está sujeito a desgaste e freqüentemente causa faíscas sob a influência da reação âncora resultante. Para limitar os distúrbios de EMC, o motor pode ser equipado com capacitores de supressão, colocados em paralelo à âncora e os indutores da série acoplados nas linhas de alimentação ao comutador.
  • O motor universal tem uma baixa eficiência de cerca de 80%, o que resulta em uma grande quantidade de produção de calor. Para evitar grandes perdas devido a correntes parasitas, não apenas o rotor deve ser laminado, mas também o estator.
  • O uso de máquinas com motor universal requer manutenção regular. Com o uso normal, seria bom soprar o compartimento do motor periodicamente com um compressor. Isso pode prolongar a vida útil consideravelmente.
  • Devido ao par de pulsos, este tipo de motor elétrico produz muitas vibrações e, portanto, muito barulho.

 

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Referências

Última revisão: 9 de abril de 2019