Int ern at i onal  Journ al of  P ower E le ctr on i cs a n d  Drive  S ystem   (I J PE D S )   Vo l.   11 ,  No.   3 ,  Septem be r   2020 , pp.  1188 ~ 1196   IS S N:  20 88 - 8694 ,  DOI: 10 .11 591/ ij peds . v 1 1 .i 3 . pp 1188 - 1196           1188       Journ al h om e page :  http: // ij pe ds .i aescore.c om   Inducti on m otor rotor  ba rs  t ype effe cts towards  ener gy  efficie nc y, econ om ic and envi ronm en t       Yanaw at i  Yah ya, Mo hd Kh ai ri l Ra hm at   Rene wabl e Ene r gy  Resea r ch La b ora tory  (R ENER AL),   E lectr i cal Engineering  Se c ti on,   Britis h  Mal aysia n  Inst it ut e,  Univer siti   Kuala L umpur ,   Ma la y sia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Oct   1 1 , 201 9   Re vised  Dec   2 2 , 2 01 9   Accepte d  Ja n   11 , 2 0 20       Now ada ys,  the   r ota ti ng   mot or  is t he  most  d em or a li z ed  machin e  fo r  the   glob al   Motor  industry.  Comfort   of   pra c ti c e,  start - up ,   smal l ,   weightines s,  Inc r ea sed   eff icienc y ,   low   ma intenan ce  an d  in expe nsiv e   f or  e ac h   power   rat ing   th at  gene ra ll y  m eets  the   ne ce ss ary   fe at ure s  for  indust rie s.  Eff icient   improveme n ts   are  inspe ct ed   wi th  coppe r   for   th e  ro tor  b ars  s lo t.  Us ual ly ,   the  c o pper   loss  in   the  induction   m otor  Ro tor   divi s ion  cont ribu te s   to  the  loss   of   e ner gy.   Th e   rese arc h   work  was  pla nned   a  n e w  rotor  design,  by  im prove d   rot or  bar s  type  slot,   siz e  and  de sign.  Th ese   t asks  were   inspe ct e d  using  two  app roa che s,   in   par ticula r ,   Moto rSolve  (IM)  and   ca l cul a ti ons  in   t heor y.   One   set   o f  simul a ti on   has  show n  a  signifi c ant   in crease   in  ene rgy  eff i cienc y  for  a  n ew  rotor  fra m e  design.  Ca lc ul ations  in   the ory   a re  used   MA T L AB.  As   a   resul t ,   the se   n ew  designs  hav e   improved  ene rgy   e f fic i enc y   by   77 %  as   co mpa red   to   i ts  74%   exi sting  d esign.  The   r esult s  prov ed  to  b e  using   MA TL AB.  For  ene rgy,  cost  savings  and  emi ss ion  red uct ion  ( ER),   new  d esign   rotor  fra me   h as  bee n  save d   154KWH/ye ar ,   utilit y   bi ll  R M  60. 20/Ye ar  and  0 . 113  CO 2  tons/years  int e nd ed  for  individual ly   mot or .   Final ly,  th e  est i ma t ed  cost   aime d  at   100 , 000   pie c es  of   new   ro tor  b ars  pa tt ern   i nduct ion   mot o r  and  ind icate s   this   price  was   kept   al most   RM6 mi l li on .   Ke yw or d s :   Ba r  de sig n   Ba r  siz e   Cost sa ving   Emissi on r e du ct ion   Energ y  e ff ic ie ncy   Energ y  sa ving   Ind uction m otor   Rotor ba r  t yp e   This   is an  open   acc ess arti cl e   un der  the  CC  BY - SA   l ic ense .     Corres pond in g  Aut h or :   Yan a wati  Y a hya,    Re new a ble E ne rgy  Re sea rch  Lab or at or y  (R ENER AL),    Ele ct rical  En gi neer i ng Secti on, B riti sh   M al aysian  Insti tute,    Un i ver sit i K ua la  Lu m pur, 5 3100  G ombak , Sel ango r Mala ys ia .   Emai l:  y ana wa ti yah ya @ yaho o. c om       1.   INTROD U CTION   Thr ee  Ph as e  I nductio n  M ot or   evaluati on  is  infl uen ce d  by   s om e  f eat ur e s  e qu i pp e d  with  va rio us   ty pes   of   ro t or   bars  th at   reduce  ene r gy   e ff ic ie nc y.  The  in duct ion   M ot or   is  t he  in sta ll at ion   with  var i ou s  t yp e s  of  r otor   bar s   can   distu r b  c urren t  a nd  vo lt age   use   du e  to  re duce  power   l os s  a nd  e nerg y  ef fici ent   facto rs.   The   r otati ng  mo to r  ide ntifie d  by   mean s  of   the  "as yn c hro nous   mo t or " ,  the  gr eat est   c ommo nly  us e d  el ect ric  mo to r  in  the   man uf act ur i ng  div isi on.   In  ge ner al ,   the   ro ta ti ng  m achi ne  is   low - pri ced   a nd  eas y  t o  sust a in  a s  e quat ed   to   ot her   el ect ric  machines.  T he  r otati ng   machi ne  is  com plete d  of  s ta ti c  par t  (stat or)  a nd   ro ta ti ng  par t  ( r oto r ).   W ind in g  sta tor  i nvolv es   of  a   se qu e nce   of  l ow  resist a nce  t hat  are   f oreve r  fo c us e d  on  m otor  fr a m e.  T he  ro ta ti ng   ( ro t or)   com pr ise s   i nt o  2  ty pes,  na me ly  wou nd  an d  sq ui rr el   ca ge   r otor.  The   r otati ng  an d  sta sti c  pa rt  is  disc onnected   thr u  ai r   s pace   (o t her s   name   is  ai r   ga ps)  t ha t  co ns e nt  ro t or  f ree  r otate   [ 1].  A  ca ge   r otor   in vo l ves   of   a   co re   cylinde r  la mi na ti on   that  has  a   par al le l  slot  on  th e  oute r  dia mete r.   Be si de  that,  the   co pper   or  al um i niu m   bar s   is  locat ed  in  e very  ba rs  slot.  A  sq ui rr el - ca ge  r otor  co ns ist s  of  an  e xpos e d  brass  ba r,   a  sli ghtl y  lo ng e r  tha n  the   ro t or  that  has   been  stra pped   into  t he  sl ot.  T he  dif fer e nt  e nds  mer ge   with   tw o  c opp e r  brass  ri ng  al l  s hortc ut  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N:  20 88 - 8 694       Ind uction m otor rot or   bars ty pe  ef fe ct s tow ards e ner gy  ef fi ci ency,  ec onomic   …  (Ya naw ati Yahy a )   1189   bar s  c onsist ing.  Entire  str uct ure  ba r  an d  fina l  ring   resem ble   the  cage  of   t he   squirrel  [ 2].  I nductio n  m otor  loss   involves   of  los s  of  resist a nce  in  ro t or  ca ge,  iro n  loss ,  fr ic ti on  &  winda ge   losses,   a nd  oth e r  l os ses.   C oppe r  a n d  al u miniu m   ai med   at   eac h  le g  rou nd  at   20 o C  are   10. 37   and  16.06   di sti nctly.  B y  t he   side   of  this   s te p,   t he   simi la r  cu rr e nt   nee ds ,   in  c on ver ti ng  c oppe r   with  al um i nium  is  a  dec reas e  in  th e  los s  of  re sist ance.   T hese   Im pr essi on   le d  to  delive r  a  c oppe r  ba rs  in  t he  non - al um in ium  r otor  ba rs   structu re.  T hu s,  increa sed  m achine  eff ic ie nt  due  to  the   detai l  that  co pper   powe r  co nducti vity  is   a pprox imat el y  60%   higher   c ompar ed  t o  al um iniu m  [3].  I nductio n  m ot or  r otor  met hod  is  a nother   m et hod  for  inc re asi ng  r otati ng  machine   ef f ic ie ncy.   To wards  dev el op i ng  the  e valuati on  of  the  r otati ng   machi ne   ro t or   ba rs  ca n  be   se par at ed   into  s om e  par t s  of  the   ro t or   bar s ,  the  numb e r  of   ro t or   bars  an d  di amet er  ba rs.  A imi ng   t o  dist ype  the  s ame  rot or   bar s ,  if  s m al l  iron  loss  vo l um e  wi th  re duced   la m i nation  t hick ne ss  will   le ad  t o  increase  r otati ng  mac hin e  e ffi ci ent.  Acc ordi ng  to  simulat ed  resul ts,  it   sh ows  that  the  e ntire  typ es  of   ba r  ha s  more  ef fici ent  with  1.2  %  relat ive  to  exter na l   ro ta ti on  an d  i nt ern al   ba rs  th at   77  %  an d  76  %  res pecti vely   [4].   As  a   resu l t,  for  the  w ho l e  typ e  bars  is  s uitable   towa rd s   t he  e ffi ci ent  imp r ov e ment   of   r otati ng   mac hin e.   T he n,  the   fig ur e   of  flat - r ounded   r otor   is  a ff ect ed  b y  the  in du ct io n  mo to r  e ff ic ie nt .  Earl y  resea rc her s  ha ve  been  sta te d  that  w he n  inc reasin g  t he  nu mb e r  of  r ounded   bar s   ca n  inc rea se  ene r gy  ef fici ent  an d  dec res e  po wer  loss   c ompari ng  to   re du ce   the   qua nt it y  of  rou nds  ba rs  i n  the roto r part  [ 5].   M ore ov e r,   t he  ro t or   bar s   slot  dimensi on  will   increase  t he  ef fici ency   a fter w ard   ref e rr i ng   t o  the  earli er   researc her.  Af t e r  inc reasin g  t he  ro t or   ba r  sl ots  dimens i on,   it   will   decr ea s e  the  lo sses  of  powe r  in   the  r otati ng   machine   du e   t o  t he  i ncr ease   in  t he  r oto r   ba r  c onduct ivit y.  This   mea ns  that  w hen  los ing  po wer  re duce  i n  inducti on  m ot or  ef fici ency  becomes  more   eff e ct ive  [6].  I n  a   co nce pt  intende d  to  de sign  an d  a nal ysi s  f or   ro ta ti ng  mac hin e  an d  gen e rat or s ,  the  M ot orSo lve  I M   soft war e  c onsume s  a  li mit ed  co mpon e nt  of  the   decisi on  to  ve rif y  the  pa tt ern   de sig n  a nd   a nal ys is  are   pr eci se .  It  c onsu mes  a   dec orat ion   that  is  ba sed  on   us e rs  w it h  a  simple  hol der  of  va rio us   e ditable   r otor  and  sta tor   pa r ts.  The re  is  a   num ber   of  a sp ect s  that  ca n  be  a   justi ficat ion  in to  a   m otor  des cripti on  t hat  is   a  l os s   of  i ron,  in du ct a nces   le akag e ,  e ff ic ie nc y,  dee p  ba r   ef fects,   slop i ng,  final  eff ect   an d  e ff e ct   o f  c hangin g  mo to r  feat ur e s  du e  t o  the  fe d  phase  i nv e rter  [ 7].  Subse quently   assessi ng  the  r otati ng   mac hine   patte rn   via  M ot or s ol ves  I M   sim ulate   process  it   will   con ti nue  to  ver i fy   th e   patte rn  with  method   hy po t hetic al ly  mat h  so l ves   via   MATL AB.   The   determi nation   of  res po ns ibil it y  this   te chn iq ue  is  t o  ver if y  t he  in duct ion  m oto r  c age  that  has  r espectable   e va luati on   i n  te r ms  of  ef fici en cy  an d  pro ving  the   fi r st  simulat ed   re su lt s  pr ocess.  The n,   t he  meth od  of  mathe ma ti c  in  the ory  ha s  in  pro gress  via  the   M A TLAB  pro gr a mm in g  e quivale nce  te ch ni qu e .  Ca lc ulati on s   su c h  as   impe dan ce   of  s ta tor,   ro t or   &  ai r  ga p,   eff ic ie nc y  a nd   po wer  loss   ha ve  bee n  s pec ifie d.  Deter minati on  of  this   mathemat ic   is   to   ve rif y  t he  resu lt s   M A TLAB .  Ac cordin g  t o  the   mathemat ic al   cal culat ion s,   w hich  will   be ne fit  in  desig n  a nd  ve rif y  the   r otati ng  mo to r  via  M A TLAB  sim ulati on   [8].   This  data  is  the n  i nv e sti gated  t he   br ea kdow n  of   machi nery  energ y  consu mp ti on,   peak  an d  off - pe ak  proce dure  com portme nt,  powe r  fact or  a nd  ene r gy  co nsum ptio n  of   c ertai n  tren ds .  The   e ne rg y  i nspect io n  res ults  we re   prese nted  t hat   the  uppe rm ost   el ect rical   ene rgy - us i ng  mac hin e ry   was   an   el ect ric   m otor,   pum ps  an d  ai r   co mpr essors.   T his  re search   st udy  m entions  t hat  a r ound  64  %  el e ct rical  energ y  w as u se d  in   pea k  hour s  thr u  t he  in du stry  a nd  the   av er age   po wer  f a ct or  r eache d  from  0.8 8  to   0.9 2.   T his   researc h  w as a ssessed  t he  ene rgy  an d bil l savin gs  cons um i ng   high effic ie ncy  elec tric  m otor side way s  with th e   prof it   pe rio d  [ 9] .  T oday ,  t he   el ect rici ty  is   an  im porta nt  t o  e voluti on  a nd  de velo pm e nt .  I n  co ntra st,  i n  t he   process  of   el e ct rici ty  gen e ra ti on   by  fu el ,  a   numb e r  of   to xic  by - pro du ct s  aff ect   the  c onser vatio n  of  natu ral   ecos ys te ms.   F ur t her m ore,   th e  use   of  el ect ri cal   eq uip m ent   du e   to   gas  f ueled  a nti - e nv ir onme nt  al s o  e ffec ts  on   human   h eal th  a nd  cl imat e.  Thi s  stu dy  fo c us es   on   the   est imat ed  e ne rgy  c ons umpti on,  e ne rgy  sa ving,   reduc ti on   of  gr ee nhouse   ga s  e missi on s  f or  t he  us e   of  home  util iz at ion s   in   M al aysia  betwee n  1999  a nd   20 15.   T he  ou tc om es  from   this  resea rch   s tudy  s hows  t ha t  a  la rg e  am o unt  of  ene r gy   ca n  be   save d  a nd   that  a  la rg e  a moun t  of to xic emissi on s  ca n be c ontrolle d   [10 ] .   Emissi ons  in   the  us e  of  the  process  of  pro du ci ng  ad ve rs e  eff ect s   on  th e  en vir onment   that  af fect   human   healt h,  the  gr ow t h  of   orga nisms  a nd   cl imat e  cha nge.  E nergy  s a vin gs  as  mu c h  a s  possible  t o  c ut  th e   gen e rati on  of  el ect rici ty  fr om  powe r  plant s.  Co ns e qu e ntly,  the  C O 2   re du ct io n  a nd  a dd it io nal  pro duct ions   from   the   oils  use d  by  t he  e ne rgy  pa rtit ion   c an  budget   [ 11] .  T he  c ooli ng  t ow e r  is   sin gle  of  the   sig nific ant  in   indu stria l  se r vices  a nd hou si ng f aci li ti es.  T he se r esearc h  pa per  e valuati ons   the   e nerg y  e ff i ci ent,  ec onomi c  a nd   conser vational   prof it s  of  co ol ing   to wer .  T he   energy - sa ving  proce dures  with  the  use   of  high - ef fici ent  mo to r   and  va riable  spe ed  dr i ve  wer e   us e d  t o  sa v e  more  e nergy.  At  50  %  loa d  c onditi on,  us in g  high - ef fici ent  mo to r,   reducti on  of  e missi ons  is  ab ou t  6.97  to n  of   CO 2 ,  38, 400  kg   of  S O 2 ,  18, 109  kg  of  N O x  an d  4,6 01   kg   of   C O.   the  num be r  of   util it y  bill s  can  be  sa ve d  by  us in g  high - e ff i ci ency   mo t or  a nd  ap ply  V SD s.  Ca n  be   co nc lud e d  that  us i ng  the   var ia ble  s peed  dr i ve  a nd  hi gh - ef fici ent  m otor,  t he  ec onom i c  an d  e missi on s  can   be   sa ved  [ 12].  The  proce ss  of  th ree   phase   ro ta ti ng  machi ne  is   f ounde d  up on  the   ap pl ic at ion   of  Far aday’s   Law   a nd  the   Lor e ntz  F orce  on  a  r od.  The   on e   set   of  el ect romag nets  in   a n  AC  in du ct io n  m otor  is  desi gn e d  i n  the   sta tor  due  to  the  AC  s uppl y  relat ed  t o  the  sta to r  windin gs .  T he   al te rn at ing   na ture  of   vo lt a ge  s upply   i nduces  a n  el ect ro ma gn et i c  f orce  (E M F )  i n  t he   r otor   as   Le nz’ s   la w  pri nciple,   wh ic h  i s   gen e rati ng  a no t her  set   of   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  Dr i   S ys t ,   V ol .  1 1 , N o.   3 ,  Se ptembe r   2020   :    1 1 88   –   11 96   1190   el ect ro ma gn et s ;  it s  cal l  as   in du ct io n  m otor.   Like   mo st   m ot or s   s o  a n  AC  in duct ion  m ot or  has   a  fixe d  ou te r   portio n  an d  cal le d  as  the   sta to r,   a nd  a  r otor  t hat  r otate   insid e  of  m otor  wit h  a  ca refull y  a nd  bet ween  of  them   hav e   ai r   gap .   Virtuall y,  t he   a ll   el ect rical   mot or s   are   us in g  the  ma gn et ic   fi el d  ro ta ti on   to   ro ta te   t he   r otor   [ 13].   Charles   I.  Hub ert    i n  his   bo ok  “El ect ric  M ac hin es:   The ory ,  Op e rati on,   A ppli cat ion s,   Ad j us tme nt  a nd  c ontr ol”  fou nd  that  the   three - phase   s qu i rr el   ca ge  r otati ng  mac hin e  was  c reate d  by  Ni ko la   Tesl a  in  1888   [ 14] .  It  involves   n o  el ect ric  co ntact s  to  t he  ro ta ti ng   pa rt  a nd  the  t r ansmissi on  en ergy  from   the   sta ti on ar y  par t   to  t he   ro ta ti ng  pa rt  is  by   mean s  of  e le ct ro ma gn et ic   inducti on.  A  r otati ng   mag net ic   fiel d  is  pro duced  by  a  sta ti on a r y  windin g,   i nduc ed  a n  al te rn at i ng  emf   an d  c urre nt  in   the  ro t or  pa rt.   T he  ro ta ti ng   fl ux  or  known  as  r otati ng   fiel d   is  pro duce d  by  t hr ee   phase   cu rrent   in   sta tor   wi nd i ng  c oils  that   will   be  li nk e d  to   t he  r otati ng  fie ld  t hat  pro du ce d  by  a  mag net  swee pi ng  ar ound  the  ro t or .   The   r otati ng   fiel d  that  cuts  the  ro t or   bar s   in  te r m  c ounter   cl ockwise  (CCW)   swe ep   ar ound  t he  r oto r   bar s .  Acc ordin g  t o  Le nz’s  la w  th at   the   volt age,   cu rr e nt,  a nd  fl ux   are  ge ner at e d  by  the   relat ive  m otion  betwe en  a   c onduct or   ( ro t or  ba rs   ma te rial ),   a nd  m a gn et ic   fiel d  an d  ha ve   directi on  t o  oppo s e  the   relat ive  mo ti on.   He nce,   to   ve rif y  the  Le nz’s  la w   so  the   c onduc tors  m us t  dev e lop  a   mecha nical   f orce  a nd  ha ve  same  directi on   as   in dicat ed  by  the   ro ta ti ng  flu x  (CCW ) .  It  is  beca use   th e   gen e rated   flu x  due   to   ro t or  bar  c urren t   m us t  be   cl oc kwise   (C W ).  T he   di recti on  of  r otor  ba r  c urre nt  t hat  pro du ces   by  CW  flu x  is  de te rmin e d  by   the  rig ht - hand   r ule  [ 14].   T EC  Ele ct ric  M ot or s   i n  t he ir  M ot or  Ca ta log ue  2013  me ntion   t hat  the  mo t o rs  a re   cat egorized  th rou gh   rou ghne ss  an d  ef fici en ct .  The y  are  f a ct ory - made  via  sta te  o f  t he  a pp a ratu s  to  ex act ing  stand a r ds   in order  to  ce rtify  pr esentat ion   a nd co nsi ste ncy. A  broa d  div e rsity  is   ac cessi ble  to   s uit  agr ic ultur al   a nd  in dustria l  te nd e rs   su c h  a s   co mpress or s ,  powe r  lo oms,  su ga r   cane  cr ushers ,  rice  mil ls,  and  Industri al   ap pa ratus  [15].   V TU  e - Lear ning   Ce ntre  exte nded  their  a nalys is  and   rev eal e d  that  a   pro per   num be rs  of  ro t or   ba rs   slots  are  desi gnat ed  i n  relat io n  to  t he  sta to r  slots  num ber  or  el se  disag reeable  e ff ect s  will   be   fou nd   at   t he   sta rting   of  th e  mo t or .  The   coggin g  a nd  c raw li ng  a re  th e  two  sp ect acl es  that   ex per ime ntal  du e   to  unsu it a ble  co mb i natio n  of   num ber   of  r otor  bar s  slots  an d  sta t or   slots.   Th us ,   this   stu dy  ai ms  t o  in ves ti gate  the   be st  i mp le me nt  a nd selec ti on  of  nu mb e r  betwee n st at or  slots   an d  r otor  bar s  sl ots  to  ge t  the  best  r ot or   i nductio n  m otor  in  te rm s  of   high  ef fici ency   with  mi nimu m  t he  losse s  [16].   Seve ral  st ud ie s  hav e   at te m pted   to   de scribe   a bout  Nati on al   Ele ct rical   M a nufactu rer s   A sso ci at io n  ( NE M A )   desig n  fo r  cl a ssific at ion   a nd   pe rformance   char act e risti cs.  Be zesk y  &   Kr ei tz er  f ound   that  the   pe rformac e  char act e risti c  f or   al l  desig n  s uch  as  Desig n  A  s hows  ha ve  low  sli p  an d  hi gh  ef fici encies ,  Desi gn  B  ha s   high  e ff ic ie ncies,  l ow  sli p,   va riabl e  tor qu e ,  co ns t ant  tor que  an d  horse powe r  a pp li cat io ns ,  D esi gn   C  t o  ass ist   the   high  sta rting  to rque   re qu i reme nts,  hi gh e r  l os s es  a nd  lo wer  e f fici ency  c omp ared  to   desig n  B  an d  Desi gn  D  a re   us e d  in   high  st arti ng  to rque   or  high  i ne rtia   l oads  [17].  C ompa red  to   Cha rles  I .  H ub e rt   a rgue  t hat  th e  D esi gn  A   has  higher   bre akdo wn  to rque   with  highe r  st arti ng  cu rr e nt,   Desig n  B   ser ves  as   the  basi s  f or   c ompa ris on  of  mo to r  perform ance  wit h  ot he r  desi gn,  Desig n  C  ha s  hi gh e r  locke d  r otor  to rque,  l ow e r  br e akdo wn   t orq ue   wi th  higher   sta rtin g  to rque,   Desig n  D   ha s  high er  l ock e d  r otor  t orqu e   a nd  high  sli p  a nd  Desig n  E  was   hi gh   eff ic ie nc y,  lo w er  l ock e d  r otor   to rque   [ 18].  P resen tl y,   Ali  E madi   exte nd e d  their   a nalysis   about  Desi gn  A  has   high  to rque,  l ow  sli p  with  hi gh   l ock e d  am pe res,   Desig n  B   has  no rmal  to rque  a nd   sli p  with  no rmal  lo cked  ampe res,   Desi gn  C  has   hi gh  tor qu e ,  no rmal   sli p  with   nor mal  locke d  a m per es   an d  Desi gn  D  has  high  locke d  ro t or  t orq ue wit h  hi gh sli p [19 ].   The  ec osp her e   aspects   acute  energ y  c rises  pro duced   by  t he   nee d  for  re ne wab le   ene rgy  s ources.   T he  i ncr ease  i n  de man d  a nd  co nse rv at io nal  iss ue s  co ntr olled  t o  a n  inc rease  i n  ren e wa ble  e nerg y.   So la r   e nerg y  is  increasin g  a nd  us e d  by  man y  countries  but  outp ut  po wer   is   no t  c onsta nt  due  to   tw o  ra dia ti on   a nd  te mp e ratur e   factors.   MPPT   al gorith m   is  us e d  t o  i ncr ea se  ov e rall   e ff i ci ency .   Pertu r b  a nd   detect in g  t he   m os t  c ommo nly   us e d  M PP T  te chn i qu e s  du e   to  sim plici ty  [ 20] .  T his  pap e r   pro vid es   a n  over view   of  t he   three   phase   5l evel  pack e d  U   cel l  (PUC5 )  i nv e r te r  fe d  Feedi ng  Motor  I nduc ti on   from   re ne wab le   ene rgy   so urces   f o r   el ect ric  veh ic le s  a nd  water  pum ps   s pecified   in   ag r ic ultur al   sect ors.  I nverter   P U C5  re quires   a  minimu m  num ber  of   semic onduct or   de vices,  t he  P V  pan el   an d  only  one  ca paci tor  i n  eac h  pha se.  T he  res ults  sho w  good  dynamic  performa nce  in   differe nt  co nd it ion s   [2 1] .   I nduction  m oto r s  are  syst ems  th at   op e rate  at   th ei r  sp ee ds ,   but  there   are  ap plica ti ons  that  re quire  sp ee d  ope rati on.  T he re  is  c ontr ol  of  the  s peed  meth od  of   i nductio n  mo to r  te chn iq ues .  A   powe rful  to ol  us e d  to  c ontrol   the  in du ct io n  mo to r  a nd  the  con t ro ll er  s ys t em  pe rforman ce  will   be  im prov e d.   M at he mati cal   models  of  c ontrolle rs,   e nc oded  in  MATL AB.  M odel in g  and  co ntr ol  will   be   sh ow n  by   le ss   tha n  one   sta te   of   resist a nce   [22].  This   paper  pro poses   a  Direct  To rque   Con tr ol  ( DTC)   fi ve - ph a se  mo t or  dri ve  with   re du c ed  t orq ue.  T he   meth od   prese nted   he re   is  ba sed   on   the   D T C  DTC   back st epp i ng  cl assic al   wor ks  by   co ntin uousl y  s witc hing   f r equ e nc y  i nvert er.   This   met hod  si gnific antly   increases   t he   t orq ue  of   t orq ue  an d  flu x  an d  im prov e   the  dyna mics  of  the  dri ve  by  ma ki ng  it   le ss  sensiti ve  to  distu rb a nce  lo a d  tor qu e .  T he  pr opos e d  met hod  wa s  de velo pe d  a nd   desig ne d  usi ng  M at la b  /  SIM UL INK  to  dem onstr at e  the   eff ect ive ness a nd p e rfo rma nc e of  DTC - Ba c ks t ep ping  [23 ].   M a ny  the or ie s   and  st ud ie s   ha ve  bee n  pro po sed   to   ex plain   the  bar s   m at erial   f or  th ree  ph ase  s qu i rr el   cage  i nductio n  mo to r  ro t or.  K enn et h  G.  Bu din sk i   & M ic hae l  K.   B udins ki   a rgue d  that  t he  coppe r  mate rial s  are   widely   us ed   for  bus  bar s ,  wir ing  te rmi nals,  and  the   c ondu ct or   ba r  simi la rity.  The re  is   pure   co pper   wi th  e ve n  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N:  20 88 - 8 694       Ind uction m otor rot or   bars ty pe  ef fe ct s tow ards e ner gy  ef fi ci ency,  ec onomic   …  (Ya naw ati Yahy a )   1191   higher  c on du ct ivit y  if  the   ap pl ic at ion   wa rr a nt s  the  ext ra  c ost .  I n  s um ma r y,  the  c oppe r  a nd  c opper  al loys  are  ind is pen sa ble  eng i neer i ng  m at erial s  [24 ].   S imi la rly,   the   e arly  t heories  of  Co wie,  B render ,  &   Pete rs   f ocused   on  al umi nium   has   bee n  t he  un i ver sal   co nd ucto r  mate rial   at   the  squir rel  cage   in duct io n  mo t or  a nd  mo stl y  bec au se  ea se  t o  man ufact ure   by   pr ess ure  di e  cast ing.  Shor t   li feti me  of  die   cast in g  w it h  a   hi gh e r   m el ti ng  coppe r  will   cause  high  pro duct ion   c os t  a nd  pre ven te d  th e  coppe r  r otor   from  at ta inin g  a  place  i n  integ ral   horse powe r  m otors.  Be ca us e   of  it s  hi gh e r  e le ct ric al   conduct ivit y  co mp a r ed  to   al um i nium.  T he  c oppe r   in  the   ro t or   ba rs  ca n  be  reduces  e ne rgy  l os ses  [25 ] .  Co pper  De ve lop me nt  Assoc ia ti on   I nc.  &  I nter national  C oppe r  Associ at ion  in   their   in vestig at ion   was   me nt ion s  t hat  the   su bst it ute  co pper   with   al umi niu m   in   the   “s qu i rr el   cage”  str uctu r e  of  in du ct io n  mo t or   r oto r   is  a  wa y  t o  im pro ve  the  el ec tric al   energy  e ff ic ie nc y  of   i nductio n  mo to r.  T he  c oppe r  r oto r   a ppeared   to   be   th e  best   ap proac h  a nd  m uc h  m or e   co st  ef fect ive  tha n  i ntr oducin g  amo rph ou s   ir on  la minati on s  or  superc onduct in g  windin gs .   T he  mo to r  modell ing  by  a   numb e r  of   man uf act ur e rs   had  s how n  tha t  in du ct io n  m ot or s   r otor   ba rs   with  co pper - co ntainin g  r otors   w ould   yield  overall   loss  re du ct io ns  f r om  15%   to  20%   co mp a red  to   the   al umi niu m .  It  is   because   t he  c oppe r  has   the   hi gh e s t   el ec tric al   condu ct ivit y  co m par e d  to  t he  al um iniu m  whic h  are  5 . 96 × 10 7   /    an d  3 . 77 × 10 7  /      at   20 C  [26].  M ore ov e r,  th rough   the   us e   of  higher   c onduct ivit y  c oppe r  wi th  bette r  ste el   sh ows   that  t he  eff ic ie nc y  of  i nductio n  mo t or  ca n  be  im pro ved.  T o  mainta in  sat isfact or y  performa nce  by  way  sta rting  to rque,   cu rr e nt  a nd  m otor  desig n  te chn i qu e s  ha ve  been  dev el ope d  a nd  al s o  sh a ping  of  ro t or  ba rs  t o  pr ese nt  a pprop riat e  fr e qu e nc y  depen de nt  of  impe dan ce .  Ec onomi cal   man uf act ur e  of   ca st  coppe r  m otor  r ot or s   is  made  possib le   by   a dvance s   in  cast in g  te chnolo gy  [ 27] .  This  stu dy  a nd  researc h  ai ms   are  in vestigat i ng   t he   NE M A   desig n  th ree - ph a se  i nductio n  m otor  ro t or  f or  rou nd  ba rs   ty pe   with   hi gh  e ff ic ie nc y,  lo wer  los ses ,  a nd   save  e nerg y.   I nductio n  Moto r  in vesti gatio n  an d  a nalysis  by  al te rin g  the   typ e   of  bar s ,  mate rial s,  de sign s   an d  siz es  f or  the   pur pose  of  e nhancin g  i nduction  M ot or  ef fici ency .   T he  te chn i qu e   us ed   is  the  c omp utati on a l   theo ry  reso l ve d  via   a  simula te d  MATL AB.   Sim ulate d  s oft war e   is  cast off  i n  t his  st udy  na mely   M ot orSo l ve   (IM)  a nd  MA TLAB   sim ulati on .   T he   re so l ution  of  sim ul at ion  an d  co m pu ta ti onal   t heory  is   to   c ompa re  t he  resu lt s a mon g  t wo app ro ac hes  in  te r ms  of inc reased  rotat ing machi ne  c omp et encies ha ve b een  pr ese nted .       2.   MOTO RSOL VE ( I M )  S OF TWARE  SI M UL ATIO N : R OTOR  PART  C H A RACTE RIS TI C’S   This  sect io n  pr ese nts  the  works  an d  m et hods   that  ha d  bee n  done   in  the  resea rch   project .   Perfo rma nce  a nalysis  on  the   0.5  Hp  3 - phas e  inducti on  mot or   with  dif fer e nt  r otor  bar s   de sign  ha ve  bee n  done   us in g  w hich   a re  Moto rSolve   I M  s of t war e   and  MATL AB .  T he   sim ulate   a nd  c omparis on  a re   sta rted   us in g  finite  eleme nt  method  (F E M)  software  whic h  is  M ot orSo l ve  IM a nd   MAT LAB. T he pa ra mete rs  that a re  fixe d  value   w hich   a re  gen e ral,   sta tor  a nd  c oil  w ind in g  set ti ng.   The   var ia ble  value   is  the   rot or   set ti ng  w hi le   the  respo nd i ng  va riable  is  t he  r esult  of  i nduc ti on   mo t or .   T he  var ia ble  pa rameters   in   r ot or   set ti ng  s uc h  as  thickne ss,  bar   mate rial ,  co re  mate rial ,  ba r  typ e ,  ba r  diame te r  an d  en d  rin gs .  T his  sim ul at ion   is  do ne  unti l  the  good  pe rfo rma nce   of   in duct io n  m otor  in  te r m  of  the  e ff ic i ency,  power   fa ct or ,  t orq ue  an d  losse s  obta in ed.   In   add it io n,   a  cal culat ion   for  th e  equ i valent  ci rcu it   is  cal culat ed  an d  co mp a red.  All  the  an al ytica l  cal culat ion   of   sta tor,  r otor  &  ai r   gap  i mp e dan ce ,   ef f ic ie ncy ,   powe r  facto r,  tor que  a nd  l os ses   we re   sp eci fied.  T he   determi nation  of  this   anal ytica l  math   is  t o  validat e  t he   sim ulati on  re su lt .   Fi gure   1  de monstrati ons  t he   requirin g  of  t he   r otor  ty pical   f or  3 - phase   r otati ng  m oto r   via  M ot orSo l ve   (IM )  s oft ware.  T he  bars  ty pe  a n d  cor e   dimensi on  we re  c ha ng e d  base d  on   de s ign  an d  a nalys is.  T he   re pr ese ntati ve  dif fer e nt  in   t he  ro ta ti ng  par t   as d esi gn at e i n Fi gure  1.            Figure  1 .   Re qu iring t he  ro ta ti ng p a rt  via m oto rs olv e   ( I M )       Othe r  tha n  t ha t,  the  bar  br i dg e   an gle,   ba r   sp aci ng,  br i dge  dep t h,  bri dge  gap  width,   bif ur c at ion   thickne ss,  c or e   thickne ss,  in ne r  diamet er  a nd  oute r  diamet er  are  al so   mus t  be  cha ng e  ac cordin gly   as  s how n  in   Table  1.  T able  1  s hows  the  va lue of  par a met ers  in  s pecify i ng the  roto r  ty pi cal  f or  3 - phase  ind uctio n mot or.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  Dr i   S ys t ,   V ol .  1 1 , N o.   3 ,  Se ptembe r   2020   :    1 1 88   –   11 96   1192     Table  1 .   T he   va lue of  par a me te rs  in  sp eci f yi ng the  r oto r  p a rt ty pical  for   3 - ph a se in duct io n  m otor   Para m eters   Valu es   Para m eters   Valu es   Brid g es d ep th   4 .78 6 m m   Brid g e gap  width   0 .5mm   Inn er  Dia m ete r   1 6 .7mm   Ou ter  d iam eter   6 6 .0mm   Ro to r  Mater i al   M23 5   Ro to r  Thick n ess  M o d el 1   0 .35  m m   Bar M aterial   Co p p er   Ro to r  Thick n ess  M o d el 2   0 .50  m m       3.   RESU LT S  AND DI SCUS S ION   This  sect io n  presents  the   outc om e  of  perfor mance  e val uation  of  0.5  Hp,  t hr ee - phase   in duct ion  m otor  with  dif fere nt  r otor  ba rs  ty pe.   The  pe rfo rma nc e  resu lt   of  thr ee  ph ase  i nduc ti on   m otor  has  been   done  by  us in g  M ot orSo l ve  (IM)  s of twa re  and  M AT LA B  w hich   incl ud e   sim ulati on  a nd  the oret ic al   cal culat ion .  The   inducti on  mo t or  with  r ound   r otor   ba r   an d  pa rall el   r ound  sta tor   was   c ho s en   f or  t his   de sig n.  Ac co r ding   to    Dau t I . et al., the  us a ge of  thi s slot p at te rn   f or   ro t or   bar s  due to it has a  di screte ‘starti ng  b ar ’  iso la te d  f rom the   main  body  of  the  c onduct or  ba r  by  a  ‘lea kage  slot’,   is  relat ed  to   m otors  w it h  high  c ondu ct ivit y  mate rial   in  the   ro t or  ca ge   [ 5] .   In ad diti on, th i s roto r bar desi gn h a s a  higher  lock e d r oto r  to rque a nd a  high slip   .     3.1.   The asse ssme nt   outcom es  f or tw o  p atter ns thru  m otor so lve   (I M)   The  ro ta ti ng  ba rs  ty pe  patte r n  is  e valuated   via  eval uation  gr a ph  in  te r ms   of   ef fici ency  dev el opmen t  for  bo t h  ro t or  bar s   slot  patte r ns   via  the   M ot or S ol ve  ( I M ) .  The  e ff ic ie nc y  char t  li ne   ve rs us   s pee d  for  t wo  r otor  bar s  slot  patte r ns   was  s how n  i n  Fi gure  2.           Figure   2 .   The   gr a ph li ne of  ef fici ency ve rs us spee d for  both  rotor ba rs sl ot  desig n       By  refferi ng  to   Fig ure  2,  it   disp la ys  the   c hart   li ne  of  e ff ic ie ncy  ver s us  s pe ed  f or  bot h  ro t or  bar s   slo t   patte rn   su c h  as   current  a nd  ne w  de sig n.   Ac cordin g  to  Fig ur e  2,   t h e  c hart   li ne  disp la ys   the  ene rgy  e ff i ci ency  for  t he  pro po se d  new  patte rn  is  inc rease  t o  77  %   as  li ke ne d  to  t he  c urre nt  patte rn  of  74% .  T he  pro po s ed   ne w   patte rn   has  a n  eff ic ie nc y  inc r ease  of   4  %  li ken   t o  the  c urr ent  patte r n.   It  is  du e  to  t he  e ff ic ie nt  of  e n er gy   is  rev e rse pr oport ion at e to  the  lo sses.  Dec reasi ng the t otal l oss, the  ef fici ent  of ene rgy wil l be  rise.     3.2.   The asse ssme nt   verify  outc ome  am ong  m otors olv e  (I M) &  MA TL AB  fo r  t he  ne w  p attern   Tern  ( 1 )   disp la ys   t he  c onnecti on  am ong  co re   loss   an d  e ff ic i ency  of  r otati ng   ma chi ne.   Th e  eff ic ie ncy  of the  ro ta ti ng  machine  ca n b e f ounded  v ia   ( 1 )   as  belo w:       , =  × ( 100% )   = (  +     × 7 46 ) × 100%               ( 1)     Wh e re    is ef fi ci ency ,  P OUT  is ou t pu t  powe r,   P IN   is i nput po wer, P CORE LOSS   is cor e  loss p ower a nd  Hp  is  horse power  ( 0 . 5    ) .  The  ef fici en cy  value  will   be   aff ect e d  f rom   the  inc rease  or  an y  co re  lo ss  base d  on  ( 1 ) .  New   patte r n  pr opos al s  a re  an al ys ed  with  a  s et   si mu la te   res ult  an d  MATL AB  that  are  pr escribe d  in  te r ms  of   energ y  ef fici en cy.  C har t e ff ic i ency to wards t he  s pee d of   both sim ulati on s  has bee n  s how n i n  Fig ure  3 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N:  20 88 - 8 694       Ind uction m otor rot or   bars ty pe  ef fe ct s tow ards e ner gy  ef fi ci ency,  ec onomic   …  (Ya naw ati Yahy a )   1193       Figure  3 .  Cu rve  cha rt of e ff ic i ency ve rs us  s pe ed fo r  tw o so f tware       Figure   3  s how s  the   c urve   of  eff ic ie nc y  (% )   ver s us  s peed  (rpm )  f or  bot h  both   s of tw are.   Accor ding  t o  Figure   3,  w he n  sp ee d  reac he s  at   1425   r pm  s hows   the   value  of  i nductio n  mo t or  e ff ic ie ncy  for   Moto rS ol ve   (IM)  is  77  %.   The   res ult  of  e nerg y  e ff ic ie nc y  was   ve rif ie d  with  MATL A B  simulat io n  i s  73% .  Acc ord ing  to   the  c urve  grap h  outc om e   is  t he  pro posed   ne w  patte r n  has   incr eased   the   energ y  e ff ic ie nc y  a nd  will   pr oduce   range v al ue  f r om  76  %  to 7 8  %.  It  is  beca use ,  base d  on  ( 1 ) ,  the  ef fici ency  is  inv erse proporti onal   to  t he   losses   (core lo ss) . Wh en red ucin g  t he  v al ue  of t otal l os s,  the e ff ic i ency val ue wil l i ncr ease .       4.   ANALY SIS   The   flu x  distr ibu ti on  patte r ne d  z one  f or  the  r oto r   fr am e  is  on  t he  rot or  co re.   T he  rate  of  fl ux   distrib ution   f or the n e w  patte r n  is  accu rate 0.97   T alt hough t he  cu rr e nt p at t ern  is acc ur at e  1.22   T. Inten de d  f or   a  good  pa tt ern   desig n,   c or e   de ns it y  fl ux  val ue   can  e xceed   more  tha n  1  T.   It  is  due  to  the   densi ty  of  fl ux  m or e   than  1  T,  flu x  go i ng   t hro ugh  a  ven ti la ti on   hole   that  is  axis   of   t he   co re  r ot or.  I n  the  mea ntime,  a  re duct ion   in   areas  f or   th e  flu x  movem en t  mu st  be  c onsidere d.   It  c onfirms  the  ne w   patte rn   is  a  good  patte r n  desig n  com par e d  t o  th e cu rr e nt p at te r n.           (a)   (b)     Figure  4 .  Distri bu ti on   flu x for  two r oto r  b a rs patt ern , ( a ).   Ne w  Rot or Bars  P at te rn , (b ). Exi sti ng  R otor Ba rs  Patt ern       Figure  4  dis pla ys   a   distrib utio n  flu x  for   tw o  ro t or  ba rs  patte rn.  B y  refferi ng   t o  th e  Fi gure   4,  the   flu x   distrib ution   va lue  nea rby  the   sh aft  are a  is  lowe r  tha n  fl ux  den sit y  in  the   Ba r's  r oto r  a r ea  of   0.2  T  f r om  the   interi or  an d  0.97  exteri or  f or  the  ne w  patte rn.  T he  val ue  of   t he  c urren t  flu x  patte r n  is  0.3  T  of  I nteri or   a n d  1.22  T  o n  the  ou tsi de.   Du e   to  if  t he  r ef us al   an d  the  le ngth s  are  i ncr easi ng,  t he  ma gnet   flu x  val ue  a nd  a  flu x  distrib ution   wi ll   be  reduce d.   A  ma gn et ic   ci r cuit  refusal  is  connecte d  to  t he  le ngth,   cr oss - cat chme nt  ar ea  and  su bst ance   permeabil it y .  Fig ur e   5  e xpres sion s   t he  r oto r   bar s   ty pe   patte rn  us ed   i n  des ign in g  the   th re e - phas e   ro ta ti ng  mac hi ne.   Ba se d  on  F igure  5,  it s  c onfirmati ons  t hat  t he  r otor  c or e   flu x  distri buti on  ma xim um   va lue  is  consu min g  as  ( 2 )   as  belo w:     Rotor C ore  M a te rial  Flux D e nsi ty,   = 1 ( 2 − 2 1 ) 3     ( 2)     Wh e re;  1 = Φ                                                     2 = − ℎ     3 = .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  Dr i   S ys t ,   V ol .  1 1 , N o.   3 ,  Se ptembe r   2020   :    1 1 88   –   11 96   1194   B rcm   will   no t  exceed  100  kilo li nes/in 2   (1   T ).  Unv olati le   ven ti la ti on   axes  t hro ugh  the  ro t or   c or e .  T he   reducti on  of  a r eas   for  th e  flu x  m oveme nt  will   be  meas ured .  It  c onfirm s  that  increa sing   t he  dimens ion   bar   dep t h (d r1 ) of   r otor  bar  t yp e  wi ll  r ise  the roto r  c or e  flu x dist rib ution o f 3 - phase  ro ta ti ng  machine .           (a )   (b)     Figure  5 .  The   r otor  bar s  ty pe  f or tw o  patte rn s ,  (a ).   Ne w  R oto r  Bars  Ty pe P at te rn , (b ). Exi sti ng  R otor Ba rs  Ty pe  Patt er n       5.   NEW  ROTO R  BA RS P ATTE RN :  ENE R GY & C OST  SAVIN G  AND  E MIS SI ON RED U CTIO N   The  am ount  of  m on e y  ke pt  de pendin g  on   th e  siz e  of  m otor ,  a nnual  hour,   rise  e nerg y  e ffi ci ency   a nd   quota  util it ie s  cares.   T he  new  ba rs   desi gn  ha s  inc rease d  nea rly  4  %.   Its   co nf ir mati ons  t he   ty pe  of  new  de sign  ro t or   bar s  hav e   improv e d  rise   energy   e ff ic ie ncy   a nd  re du ce d  the  co pper  l oss.  I n  M al a ys ia ,  the  us e fu l nes s  bill   from  Te na ga  Nasio na l  Be r ha d  (T NB) ,  the  normal  fact ory   ta riff   is  38. 0  sen  /  kWh .  T he   lowerm os t  m on t hly   care  is  RM 7.2 0  f or   t he  ove r al l  mo nth l y  c onsum ption   more  tha n  20 0kWh   /  m onth.  Ann ual  ene rgy   savin gs  (A E S)  t hru sw app i ng a  new r otor  bar s  p at te r n was  pr es ente d  as   ( 3 )   bel ow.      = ℎ × × 0 . 746 × [ 100  − 100  ]   = 0 . 5 × 1 × 0 . 746  × [ 100 74 − 100 76 . 92 ] =  .       ( 3)     Wh e re;  AE S  is  the   an nu al   e nerg y  savi ng s ,   hp   is  ho rsepow e r,   L  is   loa d  facto r,   hr   is   the  year l y  op e rati ng  hours,  E std   is  the   c urren t  r oto r   ef f ic ie nt  (%)  an d  E ee   is  the   ne w   patte r n  desig n  ro t or  ef fici ent   (%).  The  a nnual  bi ll   saving s   ( kWh savings)   was   achieve d  t hru  m ulti ply   w it h  operati ng   hours  with  sta te d    load  a s  ( 4 )   as  be low.      ℎ  =  × ℎ   = 8064ℎ × 0 . 0191 =         ( 4)     Wh e re;   ℎ       is  the  exp ect e d  a nnua l  bill   savin gs  (RM),  AES   is  t he  a nnual  e nergy  sa vings  a nd   hr   is  24 × 336   w orki ng  days. T otal c ost  sav in gs   (TCS )  th rou gh   ( 5 )   a s b el ow.        = (  × 12 ×  ℎ        ℎ  ) +   (  ℎ  ×     ℎ  ) =     .    (5)     To  prov i de  lo w  volt age  i ndust rial   ta riff   is  r eff e red   t o  ta rif f  D ,  a  m on t hly  dema nd  cha rge  is  RM7.2 0  and   e ne rgy  ch arg e  is  R M 0.3 80   /  kWh.   T he   amo un t  of   e missi on   t hat  can  be  decre ase   associat ed  with  th e   above e ne rgy  s avin g  ca n be  predict able  via th e  ( 6 )   a s  belo w:      =  ×  = 154    ℎ × 0 . 73159    2  =  .        ⁄   (6)     Wh e re;  ER  is   the  Emissi on  Re du ct io n  (kg ),   AES  is  Ann ual  E nergy  Sa ving  (kW h)   a nd  E F  is  the   Emissi on Fact or (kg / kWh )  ~  for Mal aysia is  0 . 7315 9 kg C O 2/kWh .       6.   CONCL US I O N   The  stu dy  ai m s  to  pro ve  the  qu a ntit y  of  ene rgy  sa vings  co ns umi ng  with  i ncr easi ng   e ne r gy   e ff ic ie nt   mo to rs.   This  new   patte r n  is  rep la ce d  as  a   sample  in  as sessme nt.  I n  a dd it io n,   the  possible  ben e fits  and   chall enges  in  c arryin g  ne w  pa tt ern s  f or  the  industr y  te nder   wer e  disc us se d.   T his  w ork  ha s  co nf ir med  t hat  a   la rg e   numb e r  of   e nergies  ca n  be  ke pt  if  in crease  ef fici en t  mo to r  is  re placed  f or   i ndus t rial   mo to rs.   T he  ne w   ro t or  ba rs   ty pe   desi gn  was   consi der e d  in   this  re searc h  with  4  %  i ncrea se  the   ef fici ency  tha n  the   current   patte rn,  wh ic h would  d ec reas e the m otor lo s s qua ntit y. A  s et  o f si mu la te d o utcome s for  new p at te r n proposals   hav e   been  pr oved   wit h  M A T LAB.  Its  t hat  i nd ic at es  t he  m at h  cal culat io n  of  MATL AB  pro ves  t hat  si mu la te d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  P ow Elec   & Dri S ys t   IS S N:  20 88 - 8 694       Ind uction m otor rot or   bars ty pe  ef fe ct s tow ards e ner gy  ef fi ci ency,  ec onomic   …  (Ya naw ati Yahy a )   1195   resu lt s   f rom  Moto rSolve   ( IM)   ha ve   bee n  m odifie d  becau s e   the   er ror   val ue   is  belo w   6% .   I nten de d   at   sa ving   energ y  a nd  co sts,  the  ne w  rot or   bars  ty pe  de sign  has   be en   save d  154  K WH / year  an d  RM  60.20/yea r   util it y  bill   per   mo t or.   Last   but  no t  l east ,  an  e sti mate d  pri ce  of  10 0,000  ne w  r ot or   ba rs  ty pe  de sign s   was   co nsi der e d  and prese nted  t hat the  val ue w as  ke pt a pproxi mate ly RM 6 m il li on .       ACKN OWLE DGE MENTS   The  a uthors  w ou l d  li ke  t o  th ank  the  P rinci pal  Re searc her  of  U niv e rsiti   Ku al a  L ump ur’s  Re ne wa bl e   Energ y  Re sea r ch  La borato r y (RENER AL ),   f or the tec hn ic a l and fi nan ci al   su pp or t.       REFERE NCE S   [1]   I.   J.   R.   Bednarczyk,  “In du ction  Motor  The ory ”,  176 ,   2012 .   [2]   D.  S.  B .   I .   Al - Or ai ni ,   “Cha pt er  F our  Three  Phase   Induc ti on   Mac hi ne  4. 1 ”, 2010.   [3]   S.  Manoha ran ,   N.  Dev ara j an,  S.  M.   Deiv asa h aya m ,   G.   Rang ana th an ,   “R evie w  on  Eff i ci en c y  Improv ement   in   Squirrel   C age  I ndu ct ion   Motor   by  Us ing  D cr  Te chno logy” ,   J ournal  of  Elec tr ic al   Engi n ee rin g,   Vol   60,   No  4,     pp.   227 – 236 ,   20 09.   [4]   Y.  Yana wat i,   an d  D.  Maizana,  “ Perform ance  Co mpa rison  on  0 . 3 5  mm   and  0. 50  mm   th ic knesses  of  Non - orie nt ed   Stee l   Shee ts  Us ing  FEM”,   The   4 th  Int ernati ona l   Malay sia - Irelan d  Joi n t  S ymposi um  on  Eng ineeri ng,   S ci en ce,  and   Busine ss   2014,   I MiE JS2014 ,   Pen ang  Island ,   Ma lays ia ,   25 th  -   26th   June  2014.   [5]   I.   Dau t,  K.   Ana yet ,   N.   Gomesh,  M.   Irwan,  M.   As ri,   and   M.   A.   Rashid ,   “De ve l opme nt   of   0. 5   H P  induc t ion  motor  with  red u c ed   sl ots  in   rotor   and   stat or   cor e   and   it s   per form ance  ev al u at ion ”,  I nte rnational   jou rnal  of   physic a l   scie nc es,   Vol .   7 ,   no.   11,   2012.   [6]   Y.  Yana wat i,  I.   Daut,   S.   N.  Shaf iqi n,   I.   Pungut ,   M.  N.  Syat ira h ,   N.  Gomesh,   and   N.  Haid ar,   “ Eff i ci en cy  Inc r emen t  on  0. 35   m m   an d  0. 50   m m  Thi c knesses  of  Non - orie nt ed  St ee l   S hee ts  for  0 . 5  Hp   Induc t ion  Moto r ”,   Inte rnat ional  Journal  of   Mat e rials E ngin ee rin g,   Vol   2 ,   no.   2,   p p.   1 – 5 .   2012 .   [7]   MotorSolve  (IM )  Software ,   “De signing  &   Mod el li ng   Indu ct ion   Motor  Thru  M otorSolve   IM” ,   Ret ri eve d   from  htt p://ww w.i nfol yti c a. co m/en/pro duct s/mot orsolv e/ im/ ,   2014.   [8]   J.  Jimm i e  Ca they,  “ El e ct ric   Ma chi nes,   Analysis  and  Design  Ap ply ing  Ma tl ab”,   McGraw - Hill   Publishing  Com .   Lm t ,   pg   375 - 415 ,   2 001 .   [9]   R.   Saidur ,   N.  A.  Rahi m ,   M.  Hasanuz zama n ,   "A   rev ie w  on  c ompre ss ed  ai r   e ner gy  use  and   ene rgy  savings" ,   Re newab le   and   Sustainabl e   Ener gy  Revi ews ,  Vo l.   14 ,   no .   4 ,   pp .   1 135 - 1153,   2010 .   [10]   R.   Saidur ,   H.H.   Masjuki,   M . Y.   Jama ludd in,  S.   Ahmed,  “E n erg y  and  associ a t e d  gre enhouse   ga s  em issions   fro m   household  app li a nce s in   Mal aysia”,   Ene rgy   Polic y ,   Vol .   35 ,   No.   3,   pp.   1648 - 1657 ,   2007 .   [11]   T. M.   Mahl ia ,   "   Em issions   from   el e ct ri ci ty   g ene r at ion   in   Mal aysi a",   Re n ewabl e   Ene rgy ,   Vol .   27 ,   No.   2 ,   Octobe r   2002,   Pages   293 - 300,   ht tps:/ /do i.org/10. 1016/S09 60 - 1481(01)00177 - X ,   2002a .   [12]   R.   Saidur ,   E. A.   Abdela z iz,  M.   Hasanuz zama n ,   M.A.H.   Mamun ,   "A   Study  of   E ner gy  Eff ic i ency,  E conom i c  an d  Envi r onm ent a l  Bene fi ts  of  a  C ooli ng  Towe r" ,   Inte rnational   Jo urnal  of  Me cha nic al  and  Ma te r ial s  Engi n ee ring  (IJ MME ) ,   Vol .   5 ,   No.   1,   pp.   87 - 94 ,   2010 .   [13]   J.  Yu,   Z .   Ti ng ,   a nd  J.   Qian ,   “ Ele ct rical  Mo tor  Pr oduct s” .   Woodh ea d   Publishing   Li mited ,   ISBN :   978 - 0 - 85709 - 077 - 5  (pr int )   ISBN : 978 - 0 - 85709 - 381 - 3  (onli n e),  201 1.   [14]   I.   Char le s  Hub ert ,   “Prin ci pl es  of  Thr ee  Pha se  Induc t ion  M ac hin es” .   In  St ephe n  He lba  ( Ed. ),  ELECTRI C  MACHINES:  Theory,   Operation ,   Appl i cat ions,  A djustment   and  C ontrol   (Sec ond  Edi ,   pp .   133  –   1 36).   Prentice   Ha ll ,   2 002e.   [15]   TE C  El e ct ri c  M otors,   Motor   Catalogue 2013, (1) ,   2013 .   [16]   VTU  e - Le arn in g  Cen tre,   “De sign  of   Rotor :   Number   of   Slots”.  Ret r ie v ed  Janu ary   23 ,   2016 ,   from   htt p://elear n ing.vtu. a c.in/ 16/ ENote s/Elec   Mac   Des/Unit6VH.pdf.   [17]   D.  M.   B ez esky ,   and   S.   Kre it z e r,   “NE MA   App li c at ion   Guid e  for  AC   Adjusta ble  Speed   Driv e  Sys tems”.   In   IEE E /P CIC  200 1  Confe ren ce   (p p.   1 – 10) .   [18]   I.   Ch arles  Huber t,  “Class ifi c at ion ,   Perfor ma n ce,  Applic a ti ons  an d  Opera ti on   of   Thre e   Phase   Ind uct ion   Mac h ine s ”.  In  Stephe n   Hel ba  (Ed . ),  ELEC TRIC  MACHINES:  Theor y,  Operation,  Applic ati ons,  Adj ustment  and  Con tro l   (Sec ond  Ed i, pp. 167  –   177).   Pre nti c e  Hal l, 2002 a.   [19]   A.  Emadi,  “In du ct ion  Motor   Cha rac t eri sti cs.   In   E nergy   E ff i ci en t  El e ct ric   Motors” ,   (Thi rd   Edit,  p p.   1  –   17).   M arce l   Dekke r, Inc .   Re t rie ved   from   htt p : // ww w. dekke r . c om,   2005 .   [20]   R.   K.  Bhuky a,   a nd  P.  S.  Kum ar,   “Sim pli f ie d  dow n  sampl ing   fa ct o r  base d  mo dified   SV PWM t ec hni que  for casc ad ed   inve rt er   fed   indu ct ion   mo tor   driv e ”,  Inte rnat iona l  Journal   of   Ad v ance s  in   Applied   Sc ie n ce s ,   Vol   9 ,   No   1 ,   pp20 - 26   Marc h  2020 .   [21]   V .   V .   Nag ara ju   Goripa rthi,   and   G .   Samb asiva  R ao ,   “ Thre e   ph ase   PU C5  inv ert e r  f ed  induc t ion   mo tor  for   r ene wab l e  ene rgy   app li c at i ons ” ,   Inte rnat io nal  Journal   of   Powe r  El e ct roni cs  and   Dr iv e   S yste ms   (I JP EDS ),   Vol   11 ,   No  1 ,    pp   1 - 9 ,   2020.   [22]   A.  I .   Ism ae l ,   L .   E.  Jumaa,   a nd   N .   Kha ma s ,   “ D esi gn  of   H_∞  for   i nduct ion   mo tor ” ,   In te rnationa l  J ournal  of   Pow er  El e ct ronics  and   Dr iv e  Syst ems (I JP EDS) ,   Vol  11 ,   No 1 ,  pp   24 - 33 ,   2020 .   [23]   H.  E cheikh,  R .   Tra be lsi,  H .   Kes rao ui,  A .   Iqb al,   and   M .   F .   Mi mo uni ,   “ Torque  rip ple s  im prove ment  of   d ire c t   torq ue  cont rolled   fiv e - phase   induc t ion   mo tor  d rive  using  ba ckste p ping  cont rol ”,  Inte rnational   J ournal  of   Pow er  El e ct ronics  and   Dr iv e  Syst ems (I JP EDS) ,   Vol  11 ,   No 1:   Marc h   20 20,   DO I:  h tt p: // d oi. org/10 . 11591/ ij peds. v11 . i1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8 694   In t J   P ow  Ele c  &  Dr i   S ys t ,   V ol .  1 1 , N o.   3 ,  Se ptembe r   2020   :    1 1 88   –   11 96   1196   [24]   G.  Kenne th  Bud inski,   and   K.  Mi cha e l  Budinski ,   “Cha pt er  14:  Co pper   and  I ts  All oys  &  Chapt e r  1 5:  Alumi nu m  an d  Its  Alloys”.   In   Ste phen  H el ba  ( Ed. ),  Engi n ee rin g  Mate rials  Properti es  and  S el e ct ion  (S ix th   Edit ) .   Prent ic e   Hall   Inte rna ti ona l, In c,   pp .   521   –   568 ,   1999.   [25]   J.  G.   Cowie ,   D.   T.  Brend er,  a nd   D.  T .   Pete rs ,   “D ie - c ast  coppe r   ro tors  for   im prov e d  mot o r  p erf orm anc e ”,  (pp .   42 – 49),   2003 .   [26]   Inc .   Copp er  De vel opm ent   As sociation,  and   L.  I nte rna ti ona l  Co pper   As socia t io n,   “ Te chnol og y  Tr ansfer  Re port  -   The  Die - Cast Co pper  Motor  Ro to r” ,   2004.   [27]   J.  L .   K.   Jr,   J.   G .   Cowi e,  S.   Me mbe r,  E.  F.   Bru sh,  D.   T.  Pet ers,   and   R.   Ki mm i ch,  “I mprovi ng   Induc ti on   Motor   Eff icienc y   with   Die - ca st   Copper   Rotor  Cag es” ,   (p p.   1 – 6) ,   2007 .       BIOGR AP HI ES OF  A UTH ORS       Yan a wati   Bi nti  Yahya  ha s  been   a  Post - D octo ral  Re sear cher   at   the  D epar tme nt  of   Ele ct rical   Engineerin g  i n  U niv e rsity  Ku al a  Lu mpur   ( U niKL )  Brit ish   M al a ys ia n  In sti tute   in   M al aysia   sinc e  Ja nu a r y  20 19.  She  recei ved  her  Ph.D   in   Ele ct rica l  En gin eeri ng  S ys te m   in   U ni ve rsity   of  M al a ys ia   Perlis  ( UniMap )  M al a ys i a.  s he   recei ved   her   MSc  in  El ect rical   Eng i ne erin g  S ys te m  a nd  B.E ng.  ( H ons)  i n  Ind us tri al   Ele ct ro nic  En gin eeri ng  f r om   U niv e rsity  M al aysia  Perli s  in  M al ay sia .  Sh e  receive d  he r  Diploma  in   I nd us tria l  Ele c tro nics  Tec hn ology  at   U nive rsity   Tech nology   M al aysia   ( UT M ) .   He r   researc h  i ntere st  is  in  Ele ct ri cal   M ac hin e  D esi gn,  ene r gy  po li cy ,  e nerg y  secu rity  a n d  modell ing   us i ng F EM.         Ir .  Dr.  Mo hd.   Kh ai ril  is  th e  Pr incip al   Re searche r  of   Un i ver sit i  K ua la   Lumpur’s  Re new a ble  E ne rgy  Re searc h  Lab or at or y  ( RENERA L)  H e  has  ob ta ine d  his  P hD .  an d  M Sc.   i n  Ele ct r ic al   Power   E nginee rin g  from   U niv e rsity   of   Strathcl yde,   U K  a nd  BE ng  degree  from   U niv e rsity  of  S outham pton,   U K.   He  al s o  has   obta ine d  M B A  (M a r k et ing)  from  Un i ver si ti   Pu tra  M al a ys ia .  His  rese arch   i nterest  inclu des  reli abi li ty  study  of   el ect rical   po we r  sy ste m s,  re ne wab le   e nerg y  and   e nerg y  ef fici ency   ma na ge ment.  He  has   publishe d  ma ny  a rtic le s  an d  researc h  fin dings  i n  j our nals  and  has   prese nt ed  in   ma ny  internati onal   c onfer e nces .  P r ior  t o  joi ning   the  higher   e du cat io n  in dustry,  he   ha s  involve d  i n  va rio us   desi gn,   instal la ti on ,   te sti ng   a nd  c om missi on i ng  of  el ect rical   sy ste ms   mai nly   i n  t he   integ rated   el ect rical   bac k - up   po w er  s uppl y  sy st ems.   He   has   worked  w it h  eng i neer s  a nd   te chn ic al   personnel  at   va riou s  le vels  in   the  Un it e d  Kingdom ,  A ust rali a,  Ne w   Ze al and ,   t he  Ph il ipp ine s,   Sin ga pore   an d  M al aysia.   He   is   a  Pr ofessi on al   E ng i neer  with   t he  B oard  of  E ng i neer s   M al aysia  (BE M),   a nd  a  C har te r ed  En gin eer  ( CE ng)  w it h t he In sti tuti on   of E ng i neer i ng and T e chnolo gy  (I ET ),   UK.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.