ROTEIRO DE AULA PRÁTICA – CONVERSÃO ELETROMAGNÉTICA DE ENERGIA E MÁQUINAS ELÉTRICAS

Público

CONVERSÃO ELETROMAGNÉTICA
DE ENERGIA E MÁQUINAS ELÉTRICAS
Roteiro
Aula Prática

Público

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

NOME DA DISCIPLINA: CONVERSÃO ELETROMAGNÉTICA DE ENERGIA E MÁQUINAS
ELÉTRICAS

Unidade: U1_CONVERSAO_ELETROMECANICA
Aula: A4_DISPOSITIVOS_E_CIRCUITOS_TRANSFORMADORES

OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Conhecer sobre os transformadores ideais. Saber utilizar os instrumentos de medidas. Aplicar os
conhecimentos sobre transformadores na ligação desses dispositivos.

SOLUÇÃO DIGITAL:
Laboratório Virtual Algetec

EXATAS > PRÁTICAS ESPECÍFICAS DE ENG. ELÉTRICA > POTÊNCIA: TRANSFORMADOR – ID 976

Os Laboratórios Virtuais Algetec possuem práticas roteirizadas associadas ao plano pedagógico
da instituição de ensino, que passam por todos os laboratórios das engenharias e saúde e
seguem com alto grau de fidelização os experimentos realizados nos equipamentos físicos da
ALGETEC. Nesta plataforma, o aluno poderá́ aprender, através de uma linguagem moderna,
todos os conceitos das aulas práticas de uma determinada disciplina.

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES
Procedimento/Atividade nº 1
Transformador

Atividade proposta: Analisar os esquemas elétricos e realizar a ligação e a leitura de variáveis
de tensão no secundário de um transformador.

Procedimentos para a realização da atividade:

Etapa 1: Compreendendo o experimento

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Acesse o Laboratório Virtual da Algetec a partir do link disponibilizado no seu AVA>. Faça um
tour pelos menus das barras laterais, para conhecer toda a interface da bancada e do
laboratório. Os simuladores são ferramentas educacionais que replicam o comportamento de
sistemas e equipamentos reais. No contexto dos laboratórios virtuais da Algetec, os
simuladores permitem que os estudantes interajam com modelos detalhados de equipamentos
e sistemas elétricos, mecânicos e de outras áreas. A Figura 1 ilustra uma visão geral sobre o
laboratório.

Figura 1 – Visão geral do laboratório de transformadores.

Fonte: Algetec (2024).

Inicie o simulador clicando no botão em destaque como o botão esquerdo do mouse, e a tela da
Figura 2 será apresentada. Observe!

Figura 2 – Tela de início para o vídeo explicativo do simulador de transformador.

Público
Fonte: Algetec (2024).

Observe as instruções exibidas no tutor virtual. Nesse ambiente virtual, você tem a oportunidade
de realizar experimentos práticos de forma segura e controlada, replicando situações e
configurações que encontrariam em um laboratório físico. Na Figura 3, observa-se um cenário de
teste onde o objetivo é realizar as conexões no primário de um transformador para operar em
duas tensões diferentes: 127 V e 220 V. A interface do simulador é intuitiva e interativa,
apresentando instruções claras para os alunos. Um avatar, representado por uma figura humana,
guia o estudante durante o experimento. O balão de diálogo indica a tarefa a ser realizada,
destacando que o aluno deverá fazer as ligações no primário do transformador em duas formas
distintas.

Figura 3 – Instruções para conexão do primário de um transformador no simulador Algetec.

Fonte: Algetec (2024).

Verifique o vídeo demostrando a ação e, quando compreender o funcionamento, siga para o
próximo passo clicando com o botão esquerdo do mouse na seta indicada. A Figura 4 mostra um
cenário onde o estudante está prestes a realizar a conexão do primário do transformador para
verificar a operação em diferentes tensões. A tarefa é fazer a conexão correta usando os terminais
e verificar as leituras de tensão no multímetro para garantir que a configuração esteja correta.
Esta prática ajuda a consolidar os conhecimentos teóricos sobre transformadores e sua aplicação
prática. O estudante deve conectar os terminais F1, F2 e N ao transformador conforme a tensão
desejada (127 V ou 220 V). Depois de verificar as conexões e as medições, o estudante clica no
botão de avanço (>>) para prosseguir para a próxima etapa do experimento ou para novas

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instruções.
Figura 4 – Configuração dos terminais e medição de tensão no simulador Algetec.

Fonte: Algetec (2024).

Observe o feedback da ação e, caso indique um erro, realize a ação de maneira correta.

A Figura 5 mostra um cenário onde o estudante tentou realizar a conexão do primário do
transformador, mas acabou fazendo uma ligação em curto. O simulador detectou o erro e emitiu
um aviso para evitar que o problema se repita.

Figura 5 – Correção de conexão em curto-circuito no simulador Algetec.

Público
Fonte: Algetec (2024).

Realize ensaios e verifique o funcionamento. Esta atividade prática tem como objetivo ensinar os
estudantes a realizar conexões seguras e corretas em transformadores, identificando e corrigindo
erros comuns, como curto-circuitos. A interação com o simulador permite um aprendizado seguro
e eficiente, onde os estudantes podem experimentar e aprender com seus erros sem risco de
danos reais.

Avaliando os resultados:
Entregar um relatório contendo os prints dos resultados dos acionamentos, relatando
detalhadamente o funcionamento de cada dispositivo utilizado. Sobre o transformador, responda:
1. Quais são as diferenças nas conexões do primário de um transformador quando operando
em 127 V e 220 V?
2. Como realizar a adaptação de um transformador para funcionar em uma tensão de 127 V
para uma tensão de 220 V no primário?

Checklist:
✓ Realizar a ligação do lado primário do transformador;
✓ Realizar a aferição da tensão no lado secundário;
✓ Analisar o funcionamento do sistema.

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CONVERSÃO ELETROMAGNÉTICA
DE ENERGIA E MÁQUINAS ELÉTRICAS
Roteiro
Aula Prática

Público

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

NOME DA DISCIPLINA: CONVERSÃO ELETROMAGNÉTICA DE ENERGIA E MÁQUINAS
ELÉTRICAS

Unidade: U2_INTRODUCAO_AS_MAQUINAS_ELETRICAS_ROTATIVAS
Aula: A3_MAQUINAS_ASSINCRONAS_DE_CORRENTE_ALTERNADA

OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Conhecer sobre as ligações estrela e triângulo. Saber analisar diagramas elétricos. Aplicar os
conhecimentos sobre o fluxo de potência nos motores elétricos.

SOLUÇÃO DIGITAL:
Laboratório Virtual Algetec

EXATAS > PRÁTICAS ESPECÍFICAS DE ENG. ELÉTRICA > POTÊNCIA: MOTOR TRIFÁSICO – 6 TERMINAIS – ID 978

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES
Procedimento/Atividade nº 1
Motor de indução trifásico

Atividade proposta: Analisar esquemas elétricos e realizar a ligação das bobinas de motores
de indução.

Procedimentos para a realização da atividade:

Acesse o Laboratório Virtual Algetec a partir do link disponibilizado no seu AVA. Os motores de

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corrente alternada AC, também conhecidos como motores de indução ou trifásico, são os motores
mais utilizados na indústria, quando comparados com os motores monofásicos, em função de
suas vantagens, como por exemplo: distribuição padrão em instalações por corrente alternada,
vida útil e simplicidade. Os motores trifásicos podem ter 2, 4, 6…, 12 ou mais terminais, sempre
em números pares, dependendo da quantidade de bobinas enroladas. Os mais comuns são os
de 6 e 12 terminais. Nesse simulador, você irá aprender como fazer a conexão dos cabos do
motor trifásico de 6 terminais para alimentação em 220 V e em 380 V.

Faça um tour pelos menus das barras laterais, para conhecer toda a interface da bancada e do
laboratório. Os simuladores são ferramentas educacionais que replicam o comportamento de
sistemas e equipamentos reais. No contexto dos laboratórios virtuais da Algetec, os simuladores
permitem que os estudantes interajam com modelos detalhados de equipamentos e sistemas
elétricos, mecânicos e de outras áreas. A Figura 1 ilustra uma visão geral sobre o laboratório de
motores elétricos. Confira!

Figura 1 – Visão geral do laboratório de motores trifásicos.

Fonte: Algetec (2024).

Utilize a seção “Recomendações de Acesso” para melhor aproveitamento da experiência virtual
e para respostas às perguntas frequentes a respeito do VirtuaLab. Caso não saiba como
manipular o Laboratório Virtual, utilize o “Tutorial VirtuaLab” presente neste Roteiro. Inicie o
simulador clicando no botão em destaque como o botão esquerdo do mouse, e a tela da Figura
2 será apresentada. Observe!

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Figura 2 – Tela de início para o video explicativo do simulador de motor trifásico de 6 terminais.

Fonte: Algetec (2024).

Observe as instruções exibidas no tutor virtual. A Figura 3 ilustra uma captura de tela do simulador
de laboratório virtual da Algetec, mostrando um ambiente prático onde o objetivo é realizar a
ligação de um motor trifásico em duas configurações distintas: 220 V e 380 V. No centro da
imagem (Figura 4), há um motor trifásico representado em azul. Este motor é o objeto principal
da atividade prática e será configurado para operar nas tensões de 220 V e 380 V. À direita do
motor, há um painel de controle com um botão verde que será utilizado para ligar e desligar o
motor durante a atividade prática. No canto superior direito, há dois cadernos de anotações com
etiquetas “220 V” e “380 V”. Estes cadernos contêm as instruções ou diagramas de conexão para
cada uma das tensões especificadas, ajudando o estudante a realizar as conexões corretas.

Figura 3 – Instruções para ligação do motor trifásico em 220 V e 380 V no simulador Algetec.

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Fonte: Algetec (2024).
Verifique o vídeo demostrando a ação e, quando compreender o funcionamento, siga para o
próximo passo clicando com o botão esquerdo do mouse na seta indicada. A Figura 4 ilustra que
o estudante realizou corretamente a ligação do motor trifásico conforme as instruções fornecidas.
O motor está operando corretamente, indicando que a configuração de ligação está adequada.
Esta atividade prática permite ao estudante aprender a realizar conexões seguras e funcionais
em motores trifásicos, entendendo como as diferentes configurações de tensão afetam o
funcionamento do motor.

Figura 4 – Motor trifásico configurado e operacional no simulador Algetec.

Fonte: Algetec (2024).

Observe o feedback da ação e, caso indique um erro, realize a ação de maneira correta. A Figura
5 é uma captura de tela do simulador de laboratório virtual da Algetec, mostrando um cenário
onde ocorreu um erro durante a configuração do motor trifásico, resultando na queima do motor.
A imagem destaca os elementos principais envolvidos na atividade prática e a mensagem de
feedback do simulador. No centro da imagem (Figura 6), está o motor trifásico representado em
azul. Devido a uma configuração incorreta, o motor foi queimado. À direita do motor, há um painel
de controle com um botão verde. Este painel é utilizado para ligar e desligar o motor. No canto
superior direito, há cadernos de anotações com etiquetas “220 V” e “380 V”. Estes cadernos
contêm as instruções ou diagramas de conexão para cada uma das tensões especificadas. O
caderno aberto indica que a configuração atual é para 220 V, sugerindo que o erro pode ter

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ocorrido ao tentar operar o motor em uma configuração incorreta.
Este feedback imediato é uma parte crucial do processo de aprendizagem, pois permite que os
estudantes identifiquem e corrijam seus erros em um ambiente seguro e controlado. O objetivo é
ensinar a importância de realizar as conexões de forma correta e compreender as consequências
de uma configuração inadequada. Ao final da atividade, o estudante deve ser capaz de configurar
corretamente o motor trifásico, garantindo sua operação segura e eficiente.

Figura 5 – Feedback do simulador após queima do motor trifásico devido a configuração
incorreta.

Fonte: Algetec (2024).

Realize ensaios e verifique o funcionamento.

Avaliando os resultados:
Entregar um relatório contendo os prints dos resultados dos acionamentos, relatando
detalhadamente o funcionamento de cada dispositivo utilizado.

Sobre o motor de indução, responda:
1. Quais são as cores padrão dos fios de alimentação em uma conexão trifásica de 220 V?
2. Para ligar um motor trifásico em uma tensão de 380 V, quais devem ser as medidas de
segurança a serem consideradas durante a instalação?

Checklist:
✓ Realizar a ligação para tensão 220V;

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✓ Realizar a ligação para tensão 380V; e
✓ Analisar o funcionamento do sistema.

RESULTADOS
Resultados do experimento:
Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações
obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito
das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.
• Referências bibliográficas ABNT (quando houver).
Resultados de Aprendizagem:
Neste experimento, você irá aprender como fazer ligações do motor trifásico de duas formas
distintas, em 220 V e em 380 V. Além disso, irá comprender o fluxo de potência para a conversão
eletromecânica de energia em um motor de indução trifásico. Um motor de indução trifásico é um
tipo de motor elétrico que opera com corrente alternada trifásica. Ele é composto por um estator,
que possui enrolamentos trifásicos, e um rotor, que, ao girar, cria um campo magnético induzido.
Este tipo de motor é essencial na indústria devido à sua capacidade de operar de forma confiável
e eficiente, convertendo energia elétrica em energia mecânica.
Assim, você irá explorar duas configurações principais de ligação dos motores trifásicos: a ligação
em estrela (Y) e a ligação em triângulo (Δ). Na ligação em estrela (Y), as extremidades dos
enrolamentos do motor são conectadas em um ponto comum, formando um circuito de estrela.
Esta configuração é geralmente utilizada para operar em tensões mais altas, como 380 V. A
ligação em estrela permite uma distribuição equilibrada da tensão, sendo comum em motores que
precisam iniciar com uma corrente de partida reduzida. Já, na ligação em triângulo (Δ), as
extremidades dos enrolamentos são conectadas para formar um circuito fechado, semelhante a
um triângulo. Esta configuração é utilizada para operar em tensões mais baixas, como 220 V. A
ligação em triângulo proporciona uma maior corrente de partida e é adequada para aplicações
onde é necessário um torque de partida elevado.

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CONVERSÃO ELETROMAGNÉTICA
DE ENERGIA E MÁQUINAS ELÉTRICAS
Roteiro
Aula Prática

Público

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

NOME DA DISCIPLINA: CONVERSÃO ELETROMAGNÉTICA DE ENERGIA E MÁQUINAS
ELÉTRICAS

Unidade: U4_MAQUINAS_DE_INDUCAO
Aula: A4_CONTROLE_DE_VELOCIDADE_EM_MAQUINAS_DE_INDUCAO

OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Observar os parâmetros do motor quando se utiliza a partida direta.

SOLUÇÃO DIGITAL:
Laboratório Virtual Algetec

EXATAS > PRÁTICAS ESPECÍFICAS DE ENG. ELÉTRICA > POTÊNCIA: ACIONAMENTOS E
PARÂMETROS DE GERAÇÃO – ID 176

Os Laboratórios Virtuais Algetec possuem práticas roteirizadas associadas ao plano pedagógico
da instituição de ensino, que passam por todos os laboratórios das engenharias e saúde e
seguem com alto grau de fidelização os experimentos realizados nos equipamentos físicos da
ALGETEC. Nesta plataforma, o aluno poderá́ aprender, através de uma linguagem moderna,
todos os conceitos das aulas práticas de uma determinada disciplina.

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES
Procedimento/Atividade nº 1
Desempenho de um motor de indução em regime transitório

Atividade proposta: simular a partida direta de um motor de indução trifásico, avaliando os seu
parâmetros de funcionamento em resposta transitória e permanente.

Procedimentos para a realização da atividade:
Acesse o Laboratório Virtual da Algetec a partir do link disponibilizado no seu AVA. Faça um
tour pelos menus das barras laterais, para conhecer toda a interface da bancada e do
laboratório. Os simuladores são ferramentas educacionais que replicam o comportamento de

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sistemas e equipamentos reais. No contexto dos laboratórios virtuais da Algetec, os
simuladores permitem que os estudantes interajam com modelos detalhados de equipamentos
e sistemas elétricos, mecânicos e de outras áreas.

Para essa prática iremos montar o Esquemático 1 presente no simulador. Para acessá-lo, basta
clicar no botão ‘Esquemáticos’, em destaque na Figura 1. A seguir estão detalhados os passos
para a montagem e configuração do experimento no simulador.

Figura 1 – Visão geral do experimento.

Fonte: Algetec (2026).

Inicialmente, é necessário conectar a alimentação trifásica ao multimedidor. Para isso, visualize
a visão frontal clicando com o botão esquerdo do mouse na câmera com o nome “Visão frontal”
localizada dentro do painel de visualização no canto superior esquerdo da tela. Se preferir,
também pode ser utilizado o atalho do teclado “Alt+2”.

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Figura 2 – Acessando a Visão Frontal.

Fonte: Algetec (2026).

Selecione o terminal R clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ele. Em seguida, faça a
conexão clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o terminar L1.

Figura 3 – Conexão da fase R ao multimedidor.

Fonte: Algetec (2026).

Repita o passo anterior para os terminais “S” e “T” e os terminais L2 e L3 do multimedidor o que
foi feito anteriormente.

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Figura 4 – Conexão das fases S e T ao multimedidor.

Fonte: Algetec (2026).

Se preferir, altere a visualização para o modo didático clicando com o botão esquerdo do mouse
sobre o botão com o nome “Visual clássico”.

Figura 5 – Visual clássico da simulação.

Fonte: Algetec (2026).

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Agora, você precisa realizar a conexão do multimedidor ao motor trifásico. Inicialmente, realize
a conexão do multimedidor clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o terminal L1’ do
multimedidor.

Figura 6 – Iniciando a conexão do multimedidor ao motor.

Fonte: Algetec (2026).

Visualize o conjunto motor gerador clicando com o botão esquerdo do mouse sobre a câmera
com o nome “Conjunto gerador motor”. ou utilize o atalho “Alt+4”.

Figura 7 – Acessando a visualização do motor.

Fonte: Algetec (2026).

Realize a conexão de L1’ com U1 clicando com o botão esquerdo do mouse no terminal U1.

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Figura 8 – Conectando o multimedidor ao motor.

Fonte: Algetec (2026).

Repita o procedimento anterior para as conexões L2’ e V1, L3’ e W1 seguindo os mesmos
passos vistos anteriormente.

Figura 9 – Finalizando a conexão do multimedidor ao motor.

Fonte: Algetec (2026).

Feitas as conexões do multimedidor, é necessário realizar o fechamento em triângulo do motor.
Na visão do Conjunto gerador motor, conecte o terminal V1 do motor no terminal U2 clicando
com o botão esquerdo do mouse nos terminais.

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Figura 10 – Executando o fechamento do motor.

Fonte: Algetec (2026).

Repita o procedimento anterior para as conexões W1 em V2 e U1 em W2.

Figura 11 – Finalizando o fechamento do motor.

Fonte: Algetec (2026).

Para finalizar a montagem do experimento, é necessário realizar o aterramento do motor. Para
tanto, conecte o terminal “terra” da bancada ao terminal “terra” do motor clicando com o botão
esquerdo do mouse o terminal terra do motor.

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Figura 12 – Iniciando a conexão de aterramento.

Fonte: Algetec (2026).

Alterne para a Visão frontal do experimento (Alt+2) e complete a conexão clicando com o botão
esquerdo do mouse no “terra” da bancada.

Figura 13 – Finalizando a conexão de aterramento.

Fonte: Algetec (2026).

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Com todas as ligações realizadas, você deve energizar a bancada para realizar a simulação.
Inicialmente, Visualize a visão lateral clicando com o botão esquerdo do mouse sobre a câmera
com o nome “Visão lateral” ou utilize o atalho “Alt+3”.

Figura 14 – Acessando a visão lateral.

Fonte: Algetec (2026).

Acione o dispositivo DR clicando com o botão esquerdo do mouse na alavanca vermelha,
protegendo a bancada e permitindo que ela seja energizada.

Figura 15 – Energizando a bancada.

Fonte: Algetec (2026).

Com a bancada energizada, retorne a Visão frontal (Alt+2) e ligue a proteção clicando com o
botão esquerdo do mouse sobre o botão verde localizado no painel frontal.

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Figura 16 – Ligando a proteção.

Fonte: Algetec (2026).

Ligue o contator clicando com o botão esquerdo do mouse sobre o botão “Liga” localizado no
painel frontal.

Figura 17 – Ligando o contator.

Fonte: Algetec (2026).

Inicie a coleta de dados no multimedidor clicando com o botão esquerdo do mouse sobre ele.
Com isso, será aberto com um pop-up com o multimedidor, facilitando a visualização dos
dados.

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Figura 18 – Acessando o multimedidor.

Fonte: Algetec (2026).

O multimedidor possui alguns botões que permitem ajustar a informação que deseja visualizar.
Os botões com as setas para cima e para baixo, alternam a visualização dos dados do sistema
trifásico que alimenta o motor, entre tensão de linha, tensão de fase e corrente de linha. O
botão com a seta a esquerda alterna a visualização entre os dados trifásicos e as medidas de
frequência e velocidade de rotação.

Figura 19 – Multimedidor.

Fonte: Algetec (2026).

Avaliando os resultados:
Entregar um relatório contendo os prints dos resultados da simulação, mostrando cada uma das
diferentes telas que podem ser exibidas pelo multimedidor com a simulação em operação.
Adicionalmente, responda:

Público
1. Verifique os parâmetros exibidos no multimedidor no momento da partida do gerador.
Algum deles sofreu variações significativas nos primeiros segundos após a partida do
motor? Caso algum parâmetro tenha sofrido variação, justifique este comportamento.

Checklist:
✓ Acesse o simulador
✓ Conecte a alimentação trifásica ao multimedidor
✓ Conecte o multimedidor ao motor trifásico
✓ Realize o fechamento do motor
✓ Realize o aterramento do motor
✓ Energize a bancada
✓ Analise os dados de simulação

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CONVERSÃO ELETROMAGNÉTICA
DE ENERGIA E MÁQUINAS ELÉTRICAS
Roteiro
Aula Prática

Público

ROTEIRO DE AULA PRÁTICA

NOME DA DISCIPLINA: CONVERSÃO ELETROMAGNÉTICA DE ENERGIA E MÁQUINAS
ELÉTRICAS

Unidade: U3_MAQUINAS_DE_CORRENTE_CONTINUA
Aula: A4_CONTROLE_DE_VELOCIDADE_DE_MAQUINAS_CC

OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Modelar e simular um motor de corrente contínua. Saber analisar o comportamento transitório do
motor de corrente contínua. Aplicar os conhecimentos sobre o motor de corrente contínua.

SOLUÇÃO DIGITAL:
Scilab
O Scilab é um software de código aberto para computação numérica, amplamente utilizado em
engenharia, ciência e matemática. Um de seus módulos mais poderosos é o Xcos, que oferece
uma plataforma gráfica para modelagem e simulação de sistemas dinâmicos. Com Xcos, os
usuários podem criar modelos utilizando diagramas de blocos, o que facilita a visualização das
interações entre os componentes do sistema. O software inclui diversas bibliotecas de blocos pré
definidos, abrangendo áreas como operações matemáticas, sinais, controle digital, componentes
elétricos e mecânicos. A interface gráfica intuitiva do Xcos permite arrastar e soltar blocos,
conectar componentes e ajustar parâmetros interativamente. Após a construção do modelo, é
possível executar simulações para analisar o comportamento do sistema ao longo do tempo, com
resultados apresentados em gráficos detalhados. Integrado completamente ao Scilab, o Xcos
aproveita as capacidades avançadas de cálculo e análise do Scilab, tornando-se uma ferramenta
essencial para a modelagem e simulação em diversas áreas da engenharia e ciência.
O download do software pode ser feito no link a seguir: https://www.scilab.org/download

PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES
Procedimento/Atividade nº 1
Modelagem de motor CC

Atividade proposta: Construir um modelo de um motor CC no ambiente Xcos do Scilab. O
modelo será estruturado em um diagrama de blocos que representa a função de transferência
do motor CC, incluindo os componentes e parâmetros necessários para a simulação.

Público
Procedimentos para a realização da atividade:

Etapa 1 – Configuração Inicial.
Abra o Scilab e inicie o Xcos. A Figura 1 mostra a tela inicial do Scilab, um software de cálculo
numérico utilizado para simulação e modelagem de sistemas dinâmicos. O Scilab é amplamente
utilizado em engenharia e outras áreas científicas para análises complexas. Na imagem (Figura
1), a interface do Scilab está aberta, exibindo o console de comandos, onde o usuário pode
interagir com o software. O prompt de comando do console contém a instrução para iniciar o
Xcos; um módulo gráfico do Scilab que permite a criação de diagramas de blocos para
simulações. A instrução “Digite xcos no prompt de comando e pressione enter” está destacada
em vermelho, indicando ao usuário como iniciar o Xcos. O Xcos é uma ferramenta poderosa para
modelagem e simulação de sistemas dinâmicos, incluindo motores de corrente contínua,
sistemas de controle e outros dispositivos eletromecânicos. Esta etapa inicial é fundamental para
configurar o ambiente de trabalho no Scilab e começar a construir o diagrama de blocos
necessário para a simulação do motor CC.

Figura 1 – Iniciando o Xcos no Scilab.

Fonte: Scilab (2024).

Crie um novo diagrama no Xcos para modelar o motor CC. A Figura 2 mostra a interface do Xcos,
um módulo do software Scilab utilizado para a criação de diagramas de blocos necessários para
a modelagem e simulação de sistemas dinâmicos, como um motor de corrente contínua (CC). À
esquerda, observa-se o “Navegador de paleta – Xcos,” que lista diversos blocos de função
comumente usados em simulações, incluindo blocos para entradas, operações matemáticas,
sistemas contínuos e discretos, entre outros. À direita, a janela principal do Xcos está aberta e
pronta para a criação de um novo diagrama. Esta tela em branco é onde o usuário arrastará e
soltará os blocos necessários para modelar o motor CC. Este processo envolve a seleção e a
interconexão de diferentes blocos funcionais que representam os componentes e a dinâmica do
motor, permitindo simular seu comportamento sob várias condições operacionais.

Público
Figura 2 – Criando um novo diagrama no Xcos para modelar o Motor CC.

Fonte: Scilab (2024).

Etapa 2 – Construção do Modelo.
Para construir o modelo, deve-se utilizar os seguintes dados do motor CC para a simulação; são
eles:
• Tensão terminal: 220V;
• Torque da carga: 15 N.m;
• Resistência de armadura 𝑹𝑨: 2 Ω;
• Indutância de armadura 𝑳𝑨: 0,01 H;
• Constante K: 0,32;
• Momento de inércia J=0,01 kg.m²; e
• Coeficiente de atrito B=0,01 N.m rad /s.

O modelo que você deverá simular está ilustrado na Figura 3. Esta, por sua vez, mostra um
diagrama de blocos no Xcos utilizado para a simulação do comportamento de um motor de
corrente contínua (CC). Este modelo representa a configuração que será simulada para estudar
a resposta do motor em diferentes condições de operação.

Público
Figura 3 – Modelo de simulação do Motor CC no Xcos.

Fonte: Scilab (2024).

Para montar esse modelo, vamos seguir alguns passos? Então, vamos lá!

Tensão terminal: insira uma fonte de tensão contínua de 220 V para representar a tensão
terminal do motor. A Figura 4 mostra as instruções e os passos necessários para montar o modelo
de simulação de um motor de corrente contínua (CC) no Xcos, utilizando o Scilab. A atividade
envolve a inserção de uma fonte de tensão contínua de 220 V para representar a tensão terminal
do motor. À esquerda, a interface do “Navegador de paleta – Xcos” exibe diversos blocos
comumente usados. O bloco “CONST_m” é destacado e selecionado para representar a fonte de
tensão constante. À direita, o diagrama de blocos do Xcos está aberto, e o bloco “CONST_m” foi
arrastado para a área de trabalho. Uma janela pop-up intitulada “Solicitação de múltiplos valores
do…” permite ao usuário definir os parâmetros do bloco. Neste caso, o valor constante foi definido
como 220 para representar uma tensão de 220 V.

Público
Figura 4 – Inserindo a fonte de tensão contínua de 220 V no Xcos.

Fonte: Scilab (2024).

Bloco somador: a Figura 5 mostra o processo de inserção de um bloco somador no Xcos para
modelar o motor de corrente contínua (CC). À esquerda, a interface do “Navegador de paleta –
Xcos” exibe várias categorias de blocos, com destaque para a categoria “Operações
matemáticas”. Dentro dessa categoria, o bloco “SUMMATION” é selecionado para ser adicionado
ao diagrama de blocos. À direita, o diagrama de blocos do Xcos está aberto, e o bloco
“SUMMATION” foi arrastado para a área de trabalho, sendo posicionado ao lado do bloco de
tensão contínua de 220 V inserido anteriormente.

Figura 5 – Inserindo o bloco somador no diagrama de blocos do Xcos.

Fonte: Scilab (2024).

Público
Circuito de Armadura: adicione um bloco de função de transferência. A Figura 6 ilustra o
processo de adição de um bloco de função de transferência no Xcos para modelar o circuito de
armadura de um motor de corrente contínua (CC). À esquerda, na interface do “Navegador de
paleta – Xcos,” a categoria “Sistema de tempo contínuo” está selecionada, exibindo blocos
relacionados a sistemas contínuos. O bloco de função de transferência 1/(1+s) é destacado para
ser adicionado ao diagrama de blocos. À direita, o diagrama de blocos do Xcos mostra o bloco
de função de transferência posicionado ao lado do bloco somador previamente inserido. Uma
janela pop-up intitulada “Solicitação de múltiplos valores do…” permite ao usuário definir os
parâmetros do bloco de função de transferência. Os parâmetros inseridos são “Numerador (n): 1”
e “Denominador (d): 2+0.01*s,” que representam a função de transferência.

Figura 6 – Adicionando o bloco de função de transferência no Xcos para modelar o circuito de
armadura.

Fonte: Scilab (2024).

Corrente de Armadura (IA): utilize um conector para ligar a saída do circuito da armadura à
constante construtiva 0.32 que multiplica a corrente de armadura para gerar o torque
eletromagnético (Tm); conforme mostra a Figura 7.

Público
Figura 7 – Adicionando o bloco de ganho no Xcos.

Fonte: Scilab (2024).

Torque de Carga (Tc): inclua um bloco de soma, onde o torque de carga de 15 Nm será subtraído
do torque eletromagnético.
Rotor Mecânico: adicione um bloco de função de transferência para modelar a dinâmica do rotor
mecânico.
Velocidade Mecânica (w): conecte a saída do rotor mecânico a um bloco de saída para monitorar
a velocidade mecânica do motor.

Assim, monte o sistema (diagrama de blocos) apresentado na Figura 8 a seguir.

Figura 8 – Diagrama de blocos da MCC no Xcos.

Fonte: Scilab (2024).

Público
Insira um clock para a base de tempo. A Figura 9 mostra o processo de inserção de um bloco de
clock no Xcos para definir a base de tempo da simulação de um motor de corrente contínua (CC).
À esquerda, no “Navegador de paleta – Xcos,” a categoria “Fontes” está selecionada, e o bloco
“CLOCK_c” é destacado para ser adicionado ao diagrama. À direita, o diagrama de blocos do
Xcos exibe o modelo completo do motor CC, com o bloco de clock adicionado à extremidade
direita do diagrama. A mensagem “Insira um clock para a base de tempo” orienta o usuário sobre
a importância de definir a base de tempo para a simulação. O bloco de clock é essencial para
controlar o tempo de execução e a sincronização dos blocos durante a simulação.

Figura 9 – Inserindo o bloco de clock no Xcos para definir a base de tempo.

Fonte: Scilab (2024).

Configure o tempo de simulação. Para isso, realize os ajustes solicitados na Figura 10.

Figura 10 – Ajuste da base de tempo de simulação.

Fonte: Scilab (2024).

Público
Execute a simulação e observe a resposta do motor CC. A Figura 11 mostra o exemplo de um
resultado da simulação do comportamento da velocidade mecânica. A curva no gráfico mostra
que a variável rapidamente aumenta e se estabiliza, indicando que o motor atinge um estado
estável após um curto período de tempo.

Figura 11 – Resultado da simulação (velocidade) do motor CC no Xcos.

Fonte: Scilab (2024).

Monitore a corrente de armadura (IA), o torque útil (Tm – Tc) e a velocidade mecânica (w) ao
longo do tempo.

Etapa 3: Análise dos resultados.
Registre os resultados da simulação, incluindo gráficos das variáveis monitoradas.
Analise o comportamento do motor em termos de resposta transitória e regime permanente.

Avaliando os resultados:
Entregar um relatório contendo os prints da tela do Xcos mostrando a configuração inicial do
diagrama de blocos e os resultados obtidos.
Sobre a modelagem do motor de corrente contínua, responda:
1. Como a variação da tensão terminal afeta a velocidade mecânica do motor CC?
2. Qual é o impacto do torque de carga na resposta do motor?
3. De que maneira os parâmetros das funções de transferência influenciam a estabilidade
e o desempenho do motor?

Público
Checklist:
✓ Realizar a construção do modelo;
✓ Realizar a configuração dos blocos; e
✓ Analisar o funcionamento do sistema.

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