Motor universal

Configuração não salva
  • Desligar
    Sentido horário · Visualização do final da unidade
  • Pólo N
  • Pólo S
  • Pincéis
  • Arraste para girar

Parâmetros

Desligado

0,0 / 15 é

Valores nominais e enrolamento série do motor universal

Editável

230 V AC/DC · 15,000 rpm · IEC 60034 rating reference

Modelo educacional · Não é para dimensionamento industrial

Valores do motor ativo

Velocidade do rotor0rpm
Tensão do motor (eficaz)0V
Corrente série (eficaz)0A
EMF traseiro0V
Torque0Nm
Ondulação de torque (2f)—
Fator de potência—
Potência de entrada0W
Potência de saída0W
Rendimento0%
Faiscamento das escovas—

Gráficos

Velocidade–torque: CA e CC com a mesma tensão

Corrente e torque em dois ciclos da rede

Alterne entre CA e CC e veja um motor série continuar girando no mesmo sentido, porque o torque depende do quadrado da corrente. Observe a queda de velocidade em CA, a disparada em vazio e como um triac ajusta a velocidade.

O que é um motor universal?

Princípio de funcionamento

Um motor universal é um motor de comutador com excitação série: o enrolamento de campo e a armadura estão em série, e a mesma corrente passa por ambos. O torque é o fluxo do campo vezes a corrente da armadura e, como essa mesma corrente cria o fluxo, o torque cresce aproximadamente com o quadrado da corrente (T ∝ I²). Escovas de carvão e um comutador alimentam a armadura, como em um motor série de CC, e por isso a mesma máquina também funciona com corrente contínua.

Por que funciona em CA e CC

Ao inverter a alimentação, a corrente do campo e a da armadura se invertem juntas, então T ∝ I² mantém o sinal e o rotor continua girando no mesmo sentido. Em CA o torque nunca é negativo: ele pulsa entre zero e o dobro do valor médio a 2f, ou seja, 100 ou 120 vezes por segundo. A reatância dos enrolamentos também fica com parte da tensão, então, com a mesma tensão eficaz, o motor gira mais devagar em CA do que em CC e o fator de potência fica abaixo de 1.

Velocidade, carga e disparada

A força contraeletromotriz é proporcional ao fluxo e à velocidade. Com pouca carga a corrente cai, o campo enfraquece e nada segura o rotor, que acelera até o atrito e o próprio ventilador o limitarem, muitas vezes entre 10 000 e 35 000 rpm. Em vazio, um motor universal pequeno pode se destruir. A curva velocidade–torque muito inclinada, com a velocidade caindo rápido quando a carga aumenta, também dá a ele um torque de partida muito alto.

Controle de velocidade e aplicações

Um triac atrasa a condução após cada passagem por zero da rede. Esse controle por ângulo de fase reduz a tensão eficaz para V·√(1 − α/π + sin 2α / 2π) e, com ela, a velocidade; por isso reguladores do tipo dimmer comandam furadeiras, batedeiras e aspiradores. O motor universal é escolhido por alta velocidade, pouco peso e forte torque de partida; o faiscamento das escovas limita sua vida e gera interferência de rádio.

Perguntas frequentes

Por que um motor universal funciona em CA e em CC?
Seu campo e sua armadura estão em série, então, ao inverter a polaridade da alimentação, os dois se invertem ao mesmo tempo. O torque depende do quadrado da corrente (T ∝ I²), que não muda de sinal, e o rotor continua girando no mesmo sentido. Em CA o torque apenas pulsa ao dobro da frequência da rede. Troque o tipo de alimentação no simulador e compare.
Por que um motor universal dispara em vazio?
A velocidade é a força contraeletromotriz dividida pelo fluxo. Com quase nenhuma carga a corrente cai, o campo série enfraquece e a velocidade precisa subir muito até a força contraeletromotriz equilibrar a alimentação. Só o atrito e o ventilador a limitam, e chegam-se a dezenas de milhares de rpm. Reduza a carga a zero e observe o aviso de disparada.
Como um triac controla a velocidade de um motor universal?
O triac só começa a conduzir no ângulo de disparo α após cada passagem por zero, então o motor recebe uma senoide recortada com tensão eficaz menor, V·√(1 − α/π + sin 2α / 2π). Menos tensão significa menos corrente para o mesmo torque e, portanto, menor velocidade. Aumente o ângulo de disparo no simulador para ver a tensão e a velocidade caírem.