Cómo el conmutador de un motor universal conecta las bobinas del armadura

En un motor universal, el conmutador juega un papel fundamental como el interruptor mecánico que garantiza la rotación continua. La respuesta al esquema de conexión específico es sencilla: el conmutador conecta cada bobina del armadura con la siguiente bobina en secuencia, formando un bucle cerrado continuo de devanado alrededor del rotor.

La mecánica de la conmutación

El armadura (rotor) consiste en múltiples bobinas de alambre enrolladas alrededor de un núcleo de acero laminado. Los extremos de estas bobinas se terminan en los segmentos del conmutador —una asamblea cilíndrica de barras de cobre aisladas.

• Conexión en serie: La Bobina 1 conecta al Segmento A y al Segmento B. La Bobina 2 conecta al Segmento B y al Segmento C. Este patrón continúa hasta que la última bobina se conecta de nuevo al primer segmento.
• Interacción con las escobillas: Las escobillas de carbón estacionarias presionan contra el conmutador giratorio. A medida que el rotor gira, las escobillas unen segmentos adyacentes, cambiando efectivamente el camino de corriente a través de las bobinas.

Por qué esto permite la operación en CA/CC

Esta conexión secuencial es el secreto de la capacidad del motor universal para funcionar tanto con CA como con CC.

1. Inversión de corriente: A medida que una bobina pasa bajo una escobilla, la dirección de la corriente a través de esa bobina específica se invierte.
2. Mantenimiento del par: En un motor de CC, el conmutador invierte la corriente de la bobina cada medio giro para mantener la dirección del par. En operación CA, la corriente externa alterna naturalmente (por ejemplo, 60 Hz). Como el devanado de campo (estator) y el devanado de armadura (rotor) están cableados en serie, la corriente en ambos se invierte simultáneamente.
3. Sincronización: La conmutación mecánica (inversión de la corriente de armadura) permanece perfectamente sincronizada con la inversión del campo del estator. La dirección del par se mantiene constante independientemente de la frecuencia de la línea CA.

Conclusión clave: La conexión en bucle serie a través del conmutador asegura que la polaridad magnética de las bobinas del rotor se invierta en el ángulo mecánico preciso requerido para perseguir el campo del estator, permitiendo que el motor funcione universalmente con suministro CA o CC.