El motor universal es un tipo de motor eléctrico muy utilizado en electrodomésticos y herramientas eléctricas por su capacidad de funcionar tanto con corriente alterna (CA) como con corriente continua (CC). Su diseño simple, su alto par de arranque y su capacidad de operar a altas velocidades lo hacen ideal para aplicaciones de uso intensivo. En esta guía conocerás sus características, funcionamiento, ventajas, limitaciones y usos más frecuentes.
¿Qué es un motor universal?
Un motor universal es un tipo de motor eléctrico que tiene la capacidad de funcionar tanto con corriente continua (CC) como con corriente alterna (CA), de ahí su nombre. Su diseño es similar al de un motor motor DC con escobillas, con el devanado de campo y el de la armadura conectados en serie.
Cuando se conecta a una fuente de CA, la corriente en ambos devanados invierte su dirección al mismo tiempo, lo que mantiene el motor girando en la misma dirección. Son conocidos por su alto par de arranque y su alta velocidad, lo que los hace ideales para aplicaciones que necesitan mucha potencia inicial.
Sin embargo, su velocidad no es constante y disminuye notablemente bajo carga. También suelen ser más ruidosos y requieren mantenimiento de sus escobillas. Debido a su potencia y tamaño compacto, se utilizan comúnmente en electrodomésticos y herramientas eléctricas portátiles, como aspiradoras, batidoras y taladros.
El motor universal recibe su nombre porque puede funcionar con corriente alterna o directa, lo que lo hace “universal” en aplicaciones domésticas y comerciales.
Partes del motor universal
Un motor universal se compone de varias partes esenciales. El estator es la parte fija que contiene el devanado de campo, creando el campo magnético. El rotor o inducido es la parte giratoria, que tiene su propio bobinado.
Un elemento clave es el colector, una pieza de cobre en el rotor que se divide en láminas, llamadas delgas. Las escobillas de carbón están en contacto con el colector para transferir la corriente eléctrica a las bobinas del rotor. El Conmutador cambia la polaridad del rotor para mantener el giro.
La carcasa protege los componentes internos, y el eje se encarga de transmitir el movimiento de rotación. Estas partes trabajan en conjunto para generar el par que hace girar el motor.
- Estator: Núcleo fijo con devanados para crear el campo magnético.
- Rotor (armadura): Parte giratoria donde también se encuentran devanados.
- Escobillas: De grafito, permiten la transferencia de corriente entre las partes fijas y móviles.
- Conmutador: Cambia la polaridad del rotor para mantener el giro.
- Eje: Transfiere el movimiento mecánico al mecanismo externo.
¿Cómo funciona un motor universal?
El funcionamiento de un motor universal se basa en la interacción de campos magnéticos. Cuando se le suministra corriente, el estator crea un campo magnético principal. Al mismo tiempo, la corriente que fluye a través de las escobillas y el colector genera un campo magnético en el rotor.
La interacción entre estos dos campos magnéticos produce un par de fuerza que hace que el rotor gire. Lo que lo hace «universal» es que, al usar corriente alterna (CA), el flujo de corriente en ambos bobinados (estator y rotor) cambia de dirección al mismo tiempo.
Esto asegura que el campo magnético del estator y el del rotor se inviertan simultáneamente, manteniendo la dirección del par y, por lo tanto, la rotación del motor, constante.
- La corriente (CA o CC) alimenta los devanados del estator y rotor en serie.
- Ambos campos magnéticos se crean de forma sincronizada.
- La interacción de estos campos produce una fuerza que hace girar el rotor.
- El conmutador cambia la dirección de la corriente en el rotor para mantener el giro.
Debido a que tanto el campo del estator como el del rotor cambian simultáneamente de polaridad, el sentido de rotación se mantiene constante en corriente alterna.
Características técnicas del motor universal
Las principales características técnicas de un motor universal son:
- Tensión de alimentación: Puede operar con corriente continua (CC) y corriente alterna (CA).
- Par de arranque: Posee un par de arranque muy elevado, ideal para arrancar cargas pesadas.
- Velocidad: Su velocidad de giro es muy alta y no es constante, ya que varía inversamente con la carga.
- Ruido: Tienden a ser ruidosos durante su operación debido a la acción de las escobillas.
- Mantenimiento: Las escobillas de carbón se desgastan con el tiempo, por lo que requieren un mantenimiento periódico.
- Eficiencia: Su eficiencia es generalmente menor que la de otros tipos de motores.
- Diseño: Son ligeros y compactos en relación a la potencia que entregan.
Aplicaciones comunes del motor universal
Debido a su alta velocidad y su gran par de arranque, los motores universales se utilizan en una variedad de aplicaciones. Son muy comunes en herramientas eléctricas portátiles como taladros, amoladoras, sierras circulares y fresadoras, donde su potencia es necesaria para perforar o cortar materiales duros.
En el hogar, se encuentran en pequeños electrodomésticos como aspiradoras, batidoras, licuadoras y batidoras de mano, donde su alta velocidad y potencia son clave para el funcionamiento. También se usan en secadores de pelo y máquinas de coser.
Su capacidad para funcionar tanto con CC como con CA les da una gran versatilidad para estos usos, que no requieren una velocidad constante.
- Electrodomésticos: Licuadoras, aspiradoras, batidoras, secadoras de cabello.
- Herramientas eléctricas: Taladros, sierras eléctricas, amoladoras, lijadoras.
- Pequeños electrodomésticos portátiles: Afeitadoras eléctricas, ventiladores personales.
- Electrónica industrial: Algunos equipos compactos y módulos de accionamiento.
- Mira el video donde nos muestra como funciona el motor universal
Ventajas del motor universal
Las principales ventajas del motor universal son su versatilidad, al poder operar con corriente continua y alterna. Ofrece un alto par de arranque y puede alcanzar altas velocidades, lo que lo hace ideal para arrancar cargas pesadas. Además, su diseño es compacto y ligero en relación a su potencia
- Alta velocidad de rotación.
- Compacto y ligero.
- Par de arranque elevado.
- Funciona con CA o CC.
- Bajo costo de fabricación.
Desventajas del motor universal
Las principales desventajas del motor universal son que su velocidad no es constante y varía mucho con la carga. Son ruidosos durante su funcionamiento, y el desgaste de las escobillas de carbón requiere mantenimiento periódico. Además, su eficiencia es generalmente más baja que la de otros motores.
- Genera ruido considerable.
- Desgaste de escobillas por fricción.
- Chispas y emisión de interferencias.
- No apto para funcionamiento continuo (puede sobrecalentarse).
No se recomienda utilizar motores universales en sistemas de control de precisión o funcionamiento continuo prolongado. Su diseño está pensado para aplicaciones intermitentes y portátiles.
Diferencias entre motor universal y otros motores
| Característica | Motor universal | Motor brushless | Motor de inducción |
|---|---|---|---|
| Tipo de corriente | AC y DC | DC (controlada electrónicamente) | AC |
| Velocidad | Muy alta | Alta | Moderada |
| Mantenimiento | Requiere (escobillas) | Bajo | Bajo |
| Costo | Bajo | Medio-Alto | Medio |
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Conclusión
El motor universal sigue siendo un componente clave en muchos dispositivos modernos por su capacidad de combinar potencia, velocidad y portabilidad. Aunque requiere mantenimiento y no es ideal para funcionamiento continuo, sus beneficios lo hacen indispensable en herramientas eléctricas y electrodomésticos. Comprender su funcionamiento y características es esencial para cualquier técnico, ingeniero o entusiasta de la electricidad.