I nte rna t io na l J o urna l o f   Appl ied P o w er   E ng ineering   ( I J AP E )   Vo l. 6 ,   No . 2 A u g u s t   201 7 ,   p p . 8 9 ~1 0 2   I SS N:  2252 - 8 7 9 2   DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ap e. v 6 . i2 . p p 8 9 - 102          89       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I J APE   Stato r Inte r - t urn  Fault D etec tion in  Inv erte r  F ed  Ind uction  M o tor Drives       K ha di m   M o in Sid diq ui 1 K uld ee p Sa ha y 2 V.   K .   G iri 3   1 De p a rtme n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   In stit u te o f   En g in e e r i n g   &   T e c h n o lo g y ,   L u c k n o w ,   In d ia   2, 3 De p a rtm e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   M a d a n   M o h a n   M a lav iy a   Un iv e rsit y   o f   Tec h n o lg y ,   G o ra k h p u r,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Mei   9 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J u n   2 0 ,   201 7   A cc ep ted   J u l   27 ,   2 0 1 7       T h e   S q u irrel   Ca g e   In d u c ti o n   M o t o (S CI M w it h   a d v a n c e d   p o w e e lec tro n ic  in v e rters   p re se n ts  th e   g re a ter  a d v a n tag e o n   c o st  a n d   e n e rg y   e fficie n c y   a s   c o m p a re d   w it h   o th e in d u strial  so lu ti o n f o v a r y in g   sp e e d   a p p li c a ti o n s.  In   re c e n t,   th e   in v e rter  f e d   in d u c ti o n   m o to rs  a re   b e in g   p o p u lar   in   th e   in d u stries .   T h e se   in v e rter  fe d - m o to rs  a re   re c e n tl y   g a th e rin g   g re a re c o g n it io n   f o m u lt i - m e g a wa tt   in d u str ial  d riv e   a p p li c a ti o n s.  I n   t h is  p re se n t   p a p e r,   a   d y n a m i c   sim u latio n   m o d e o f   P W M   i n v e rter  f e d   S CIM   w it h   d irec t o rq u e   c o n tro l   jo in t ly   h a b e e n   p re se n ted   a n d   a n a ly z e d   in   th e   re c e n M A T LA B/S im u li n k   e n v iro n m e n t.   F ro m   th e   p ro p o se d   sim u latio n   m o d e l,   th e   tran sie n b e h a v io o S CIM   h a b e e n   a n a ly se d   f o h e a lt h y   a we ll   a f o sta to in ter - tu rn   f a u lt   c o n d i ti o n .   T h e   d y n a m ic   si m u l a ti o n   o f   in d u c ti o n   m o to is  o n e   o f   th e   k e y   ste p s   in   t h e   v a li d a ti o n   o f   d e sig n   p r o c e ss   o f   th e   e lec tri c   m o to a n d   d riv e   s y ste m .   It   is  e x tre m e l y   n e e d e d   f o e li m in a ti n g   p ro b a b le  f a u lt b e f o re h a n d   d u e   to   in a d v e rten d e sig n   m istak e a n d   c h a n g e d u rin g   o p e ra ti o n .   T h e   sim u late d   m o d e g iv e e n c o u ra g in g   re su lt w it h   re d u c e d   h a rm o n ics   [1 ] .   By   u sin g   th e   m o d e l,   th e   su c c e ss f u d e tec ti o n   o f   sta to i n ter - tu r n   f a u lt   o f   th e   S CIM   is   c a rried   o u in   th e   tran sie n c o n d it i o n .   T h e re f o re ,   e a rl y   st a to f a u lt   d e tec ti o n   is  p o ss ib le   a n d   m a y   a v o id   t h e   m o to r   t o   re a c h   i n   th e   c a tas tro p h ic  c o n d it io n s.   T h e re f o re ,   m a y   sa v e   m il li o n s o f   d o ll a rs f o in d u stries .   K ey w o r d :   I n d u ctio n   M OT OR   Mo d ellin g   a n d   s i m u la tio n   P u ls W id th   Mo d u latio n   Stato r   f au l t   T im Do m a in   An al y s i s   Co p y rig h ©   201 7   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Kh ad i m   Mo i n   Sid d iq u i,    Dep ar t m en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   I n s tit u te  o f   E n g in ee r i n g   &   T ec h n o lo g y ,   Sit ap u r   R o ad ,   L u ck n o w ,   I NDI A ,   2 2 6 0 2 1 .   E m ail:  s id d iq u ik h ad i m @ g m ai l.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   No w ad a y s ,   t h I n d u ctio n   Mo to r   ( I M)   w it h   P u l s W id t h   Mo d u latio n   ( P W M)   in v er ter s   d r iv es  ar e   w id el y   u s ed   in   m a n y   v ar iab l s p ee d   in d u s tr ial  ap p licatio n s   an d   r ep lacin g   DC   m o to r   an d   th y r is ter   b r id g es.  T h er ef o r e,   in   th p r esen ti m e,   it  is   h ig h l y   ess e n tia to   d ev elo p   m o d els  w it h   th h e lp   o f   r ec en s o f t w ar w h ic h   m a y   d etec I f a u lt s   as  ea r l y   as  p o s s ib le.   I f   an y   f a u lt  o cc u r s   an d   n o d iag n o s ed   ti m e l y   t h en   th f ail u r o f   th e   elec tr ic  m o to r   ca n   ca u s s u b s t an tial  f i n an cial  lo s s es a n d   ev e n   d a m a g o f   t h w h o le  d r iv s y s te m   [ 1 - 3 ] .     A   co m p r e h en s i v r ev ie w   o f   h ea lth   m o n ito r i n g   a n d   f au l d iag n o s is   tec h n iq u es   ca n   b f o u n d   in   [ 2 ] .   I h as  b ee n   o b s er v ed   th at  t h s tato r   f a u lt s   ar r esp o n s ib le  f o r   3 7 o f   th e   I f ailu r e s   an d ,   af ter   th b ea r in g   f a u lts ,   ar t h m o s t r ec u r r en t r ea s o n s   o f   th I d am a g e s .     T h s tato r   cu r r en t   an d   v ib r at io n s   ar e x te n s i v el y   u s ed   f o r   m a n y   i n d u ctio n   m o to r   f a u lt  d iag n o s e s   p u r p o s e.   Du to   ea s o f   m ea s u r e m e n ts ,   th e   s tato r   c u r r en s i g n al s   ar m o s t   w id el y   u s ed   f o r   th is   p u r p o s an d   th u s   d i f f er en a n al y s is   m et h o d s   h a v b ee n   d ev elo p ed ,   b ased   o n   d etec tio n   o f   s id eb an d s   h ar m o n ics   at  ce r tai n   f r eq u en c ies.  Su c h   m et h o d s   l i k Fa s Fo u r ier   T r an s f o r m   ( F FT ) ,   Sh o r T im e   Fo u r ier   T r an s f o r m   ( ST FT ) ,   an d   th W av ele t T r an s f o r m   ( W T [2 - 8 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   IJ A P E   Vo l.   6 ,   No .   2 A u g u s t 2 0 1 7 :   8 9     102   90   Am o n g   t h to tal  i n d u ctio n   m o to r   f au l ts ,   ar o u n d   3 0 - 4 0   ar e   r elate d   to   th e   s tato r   w i n d i n g   i n s u latio n   an d   co r e.   I ca n   al s o   b s ee n   th at  lar g p o r tio n   o f   s ta to r   w i n d i n g - r elate d   f au l ts   ar i n it iated   b y   i n s u latio n   f ail u r es  in   s ev er al  t u r n s   o f   s t ato r   co il  w it h i n   o n p h a s [ 9 - 10 ] .   Am o n g   th p o s s ib le  ca u s es,  th er m a s tr ess e s   ar th m ai n   r ea s o n   f o r   t h d e g r ad atio n   o f   t h s tato r   w i n d in g   i n s u latio n .   Ge n er all y ,   s ta to r   w i n d i n g   in s u latio n   th er m a s tr es s es  ar ca teg o r iz ed   in to   th r ee   t y p es:   ag i n g ,   o v er lo ad in g   a n d   c y cli n g   [ 9 ] .   T h co n ta m in at io n   o f   th i n s u lati n g   m ater ials   u s ed   in   t h i n d u ctio n   m ac h in e s ,   c o m b i n atio n   o f   th er m al  o v er lo ad in g   a n d   c y c lin g ,   tr an s ie n v o ltag e   s tr es s es,  m e ch an ica s tr e s s es   etc.   ar t h o th er   p o s s ib le  r ea s o n s   f o r   th e   d ete r io r atio n   o f   t h e   in s u latio n .   E lectr ical  s tr es s es ,   m ain l y   r elate d   to   th m a ch in ter m i n al  v o ltag e s ,   als o   ca u s in s u latio n   d eg r ad atio n .   Am o n g   th e   v ar i o u s   elec tr ical  s tr es s es,  p ar tial   d is ch ar g e s   ( P Ds)  i n   t h w i n d in g s   an d   tr a n s ie n t   v o ltag e s   at  th m ac h in ter m i n als ar co n s id er ed   as th m aj o r   co n tr ib u to r s   [ 11 ].   W ith   th i n cr ea s ed   e m p h asi s   o n   en er g y   co n s er v atio n   an d   h ig h   p er f o r m a n ce   m o to r   co n tr o l,  th u s o f   P u ls W id th - Mo d u lated   Vo ltag So u r ce   I n v er ter s   ( P W M - VSI s )   h as  g r o w n   at  an   e x p o n e n tial  r ate.   T h is   h a s   m ad e   th e   s tato r   w i n d i n g s   o p en   to   h ig h er   elec tr ical   s tr es s es.   Hig h   s p ee d   P W o p e r atio n s   in tr o d u ce   h i g h   r at e   o f   r is o f   tr an s ie n v o ltag e s   at   th m ac h in e   ter m in al s .   C u r r e n i n   t h s tato r   w in d i n g   p r o d u ce s   f o r ce   o n   th e   co ils   th at  is   p r o p o r tio n al  to   th s q u ar o f   th cu r r en t.  T h is   f o r ce   is   at  its   m a x i m u m   u n d er   tr an s ie n o v er lo ad s ,   ca u s i n g   th e   co ils   to   v ib r ate  at  t w ice  t h s y n c h r o n o u s   f r eq u en c y   w i th   m o v e m e n i n   b o t h   t h r ad ial  an d   t h e   tan g e n tia d ir ec tio n .   T h is   m o v e m e n t   w ea k e n s   t h i n teg r it y   o f   t h i n s u latio n   s y s te m .   C o n ta m in a tio n s   d u to   f o r eig n   m ater ia ls   ca n   lead   to   a d v er s ef f ec ts   o n   th s tato r   w i n d in g   in s u latio n   [ 1 ] [ 10 ] [ 12 ].   Stato r   w i n d in g - r elate d   f ai lu r es   ca n   b b r o ad ly   class if ied   in to   th f o llo w i n g   f o u r   g r o u p s o p en - c ir cu it   f au lts ,   t u r n - to - tu r n ,   lin e - to - gr o u n d ,   li n e - to - li n e,   an d   s in g le  o r   m u lt i - p h ase  w i n d i n g .   Am o n g   th e s f o u r   f ai lu r e   m o d e s ,   tu r n - to - t u r n   f a u lt s   ( s t ato r   tu r n   f a u lts )   h a v b ee n   c o n s id er ed   as  t h m o s c h alle n g i n g   o n e   s i n ce   t h e   o th er   t y p es  o f   f ail u r es  ar u s u all y   t h co n s eq u en ce s   o f   tu r n   f au l ts .   I ca n   b s ee n   t h at  a m o n g   t h f a u lt s ,   th e   in ter   t u r n   f a u lt s   ar t h m o s t d if f icu lt  f au lt to   d etec t a t   an   ea r l y   s tag e   its el f .   T o   s o lv t h d i f f ic u lt y   i n   d etec ti n g   tu r n   f a u lt s ,   s e v er a m e th o d s   h av b ee n   s u g g ested   [ 1 3 - 20 ] .   B ec au s o f   th i s ,   r e m ar k ab le  i m p r o v e m e n t s   h a v e   b ee n   ac h iev ed   in   t h ar ea   o f   s tato r   tu r n   f au lt  d etec tio n .   Nev er th e less ,   t h q u esti o n   ab o u th d elay   ti m e   b et w ee n   tu r n   f a u lt a n d   o th er   s ev er f a ilu r e s   s till   r e m ai n s   to   b an s w er ed .   T h in ter n al  a s y m m etr y   d u t o   in ter   tu r n   f au lt   w ill  ca u s t h c ir cu latio n   o f   e x tr e m el y   h i g h   cu r r e n ts   in   t h p o r tio n   o f   th e   w i n d in g   af f ec ted   b y   th e   f a u lt,   t h u s   co n tr ib u tin g   to   t h d eg r ad atio n   o f   o t h er   p o r tio n s   o f   th w i n d in g s .   T h lead   ti m b et w ee n   t h s tar o f   t h f au l an d   th co m p lete  f ai lu r o f   t h m ac h in d ep en d s   on  s ev er al  f ac to r s ,   n a m el y   t h i n i tial  n u m b er   o f   s h o r ted   tu r n s ,   w i n d i n g   co n f i g u r atio n ,   r ated   p o w er ,   r ated   v o lta g e,   en v ir o n m e n tal  co n d itio n   etc   [ 9 ].   I f   th f a u lt  ca n   b p r ed icted   at   an   ea r ly   s ta g e,   ca tast r o p h ic   ef f ec ca n   b av o id ed ,   th m a ch in ca n   b p r o tecte d   as  w ell  a s   t h s a f et y   o f   th e   w o r k i n g   p er s o n n e s h all  b e n s u r ed .   I n   t h ca s o f   s tato r   t u r n   f a u lt,   lar g cir cu lati n g   cu r r en w il b p r o d u ce d ,   lead in g   to   ex c ess i v h ea g e n er atio n   i n   th s h o r ted   tu r n s .   T h h ea t,  w h ich   is   p r o p o r tio n al  to   th s q u ar o f   t h cir c u lati n g   cu r r en t,  ac ce ler ates  th s ev er i t y   o f   th f a u lt  to   a   d estru cti v lev el  [ 1 8 ] .   I f   th i s   f au lt is   n o t d etec ted   at  th ea r l y   s tag it  w i ll b p r o p ag ated   an d   w ill lea d   to   p h as e   to   g r o u n d   o r   p h ase - to - p h ase  f a u lt  w h ic h   in   tu r n   m a y   lead   to   t h d a m a g o f   t h m ac h in e.   As   th i n ter   tu r n   f a u lt   is   o n o f   t h m aj o r   r ea s o n s   f o r   th m ac h in f ail u r e.   I n te n s i v in v e s ti g atio n s   o n   s tato r   tu r n   f au lts   r ev ea led   t h at  th f a u lt s   in tr o d u ce   s p ec if ic  c h an g es  i n   t h elec tr ic  p r o p er ti es  o f   th m ac h in e s .   T h is   h a s   c r ea ted   g r ea d ea o f   s co p to   d ev elo p   m et h o d s   f o r   th d etec tio n   o f   tu r n   f a u lt  [ 13 ] [ 15 ] [ 1 9 ] .     I n   th p r ese n p ap er ,   P W in v er ter   f ed   I n d u ct io n   Mo to r   m o d el  h as  b ee n   p r o p o s ed   an d   d iag n o s ed   s tato r   in ter - tu r n   f a u lt  i n   t h t r an s ie n co n d itio n s .   B y   th is   m o d el,   m an y   r esear c h er s   in   f u tu r m a y   d ia g n o s v ar io u s   I f a u lts   i n   t h tr an s i en co n d itio n s   b y   v ar io u s   ad v an ce d   Di g ital   Si g n al  P r o ce s s i n g   T ec h n iq u es  s u ch   as FFT   an d   w a v elet  T r an s o f r m .       2.   M AT H E M AT I CAL M O DE L L I N G   O F   H E AL T H AN F AULT CO NDI T I O N O F   T H E   I M   T h m at h e m atica m o d elli n g   o f   th in d u ctio n   m o to r   f o r   h ea lth y   a n d   f a u lt y   m o to r   h as  b ee n   d is cu s s ed   in   th n e x t sectio n   s tep   b y   s tep .     2 . 1 .     M o dellin g   o f   hea lt hy   co nd it i o n o f   t he  m o t o r   T h m at h e m atica m o d elli n g   o f   th in d u ctio n   m o to r   f o r   h ea lth y   a n d   f a u lt y   m o to r   h as  b ee n   d is cu s s ed   in   th n e x t sectio n   s tep   b y   s tep .   T h v o ltag eq u atio n s   i n   m ac h in v ar iab les  m a y   b ex p r ess e d   b y   t h f o llo w i n g   eq u atio n s   1   an d   2 :     a b c s s a b c s a b c s V r i     ( 1 )     a b c r r a b c r a b c r V r i     ( 2 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A P E   I SS N:  2252 - 8792     S ta to r   I n ter - tu r n   F a u lt De tectio n   in   I n ve r ter F ed   I n d u ctio n   Mo to r   Dri ve s   ( K h a d im  Mo in   S id d iq u i )   91   W h er e,   d dt    T h e   f lu x   lin k a g es e q u a tio n s   ( 3   an d   4 )   ar s h o w n   a s   f o llo w s :     a b c s s a b c s s r a b c r L i L i    ( 3 )       ( 4 )     T h q - ax is   a n d   d - ax i s   s tato r   v o ltag eq u atio n s   m a y   b w r itte n   as:     q s s q s d s q s b V r i   ( 5 )   W h er e s b     d s s d s q s d s b V r i   ( 6 )     0 0 0 s s s s b V r i    ( 7 )     T h q - ax is   a n d   d - ax i s   r o to r   v o ltag eq u atio n s   m a y   b w r itte n   as:     q r r q r d r q r b V r i   ( 8 )     W h er e,   sr b      d r r d r q r d r b V r i    ( 9 )     0 0 0 r r r r b V r i     ( 1 0 )     W h er e,   b ,       b =b ase  s p ee d   T h d ev elo p ed   elec tr o m a g n eti to r q u in   th m o to r   is   as s h o w n   i n   eq u atio n   1 1 .     1 1 . 5 ( ) 2 e d s q s q s d s b P T i i     ( 1 1 )     W h er e,   P   is   th No .   o f   p o les o f   th m o to r .   T h m ec h a n ical  eq u atio n   o f   t h m o to r   m a y   b e   w r itte n   as:     2 ( ) r e L f b T H p T T   ( 1 2 )   W h er is   th i n er tia  co n s tan t,  T L   is   lo ad   to r q u an d   T f   is   f r ictio n al  to r q u o f   t h m o to r     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   IJ A P E   Vo l.   6 ,   No .   2 A u g u s t 2 0 1 7 :   8 9     102   92   2 2 2 0 . 5 b b J H PP      ( 1 3 )     W h er e,   P b   is   th b ase  p o w er   o f   th m o to r .   T h eq u atio n s   ( 1   to   1 3 )   g iv c o m p lete  m at h e m atica m o d elli n g   o f   th u s ed   i n d u ctio n   m o to r .     2 . 2     M o dellin g   o f   s t a t o r   inte r - t ur n f a ulty   co nd it io n o f   t he  m o t o r   W h en   i n ter - tu r n   f a u lt  o cc u r   t h en   t h f au l t y   p h ase  is   s p lit  i n to   t w o   s u b   w i n d in g s   lo ca ted   alo n g   t h e   s a m e   m a g n etic  a x i s .   T h eq u atio n s   ( 1 4 )   to   ( 2 6 )   r ep r esen t h f i n al  v o ltag e   eq u atio n s   f o r   th s tato r   a n d   r o to r   w i n d i n g s ,   as  w ell  as t h s h o r t - cir cu it c u r r e n t a n d   t h elec tr o m ag n etic  to r q u d ev elo p ed   b y   th m o to r .     q s q s s q s d s q s b V V r i   ( 1 4 )     d s d s s d s d s d s b V V r i   ( 1 5 )     0 0 0 0 s s s s s b V V r i    ( 1 6 )     q r q r r q r d r q r b V V r i   ( 1 7 )     d r d r r d r q r d r b V V r i   ( 1 8 )     0 0 0 r r r r b V r i     ( 1 9 )     W h er e,   ( 2 3 ) c o s 2 c o s 33 q s l s m s s f s s f n d n V n L L i r i dt      ( 2 0 )     ( 2 3 ) s i n 2 s i n 33 d s l s m s s f s s f n d n V n L L i r i dt        ( 2 1 )     2 0 33 s l s f s f n d k V L i r i dt    ( 2 2 )   an d   ( c o s ( s i n ) ) q r m s s f r s f d V n L i i dt    ( 2 3 )     ( s i n ( c o s ) ) d r m s s f r s f d V n L i i dt   ( 2 4 )     T h f au lt i n te n s it y   m a y   b d en o ted   as „ n   an d   i f   is   t h f au l t c u r r en t.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A P E   I SS N:  2252 - 8792     S ta to r   I n ter - tu r n   F a u lt De tectio n   in   I n ve r ter F ed   I n d u ctio n   Mo to r   Dri ve s   ( K h a d im  Mo in   S id d iq u i )   93   2 0 2 0 ( ) ( ) ( c o s s i n ) ( ) ( s i n c o s ) ( ) c o s s i n ( s i n c o s ) ( c o s s i n ) l s m s f f s f s q s s d s s s s l s M q s s d s s l s M s q s s d s l s s s M q r s d r s M s q r s d r d n L L i r n r i n r i i i dt dd n n L L i i n n L L i i d t d t d d d n L i n L i i n L i i d t d t d t       ( 25)     T h elec tr o m a g n et ic  to r q u m a y   b ex p r ess ed   as:     1 1 . 5 ( ) ( c o s s i n ) 2 e d s q s q s d s M f d r s q r s b P T i i n L i i i   ( 2 6 )     T h eq u atio n s   ( 1 4   to   2 6 )   g iv th co m p lete  m at h e m a tical  m o d ellin g   o f   t h f au l t y   s tato r   co n d itio n .       3.   P RO P O SE M O DE L   O F   T H E   P WM   I NVERT E F E I NDUC T I O M O T O R   T h f o r ce - co m m u tated   elec tr o n ic  s w itc h es  s u c h   as  I GB T s ,   MO SF E T s   an d   GT Os  ar u s ed   to   ac h iev e   v ar iab le   s p ee d   co n tr o in   AC   elec tr ical  m ac h i n es.  No w ad a y s ,   t h I n d u ctio n   m o to r   f ed   b y   P W in v er ter   Vo ltag So u r ce d   C o n v er ter   ( VSC )   is   r ep lacin g   D C   m o to r s   an d   T h y r i s ter   b r id g es  g r ad u al l y .   I n   th is   p ap er ,   th u s o f   th I GB T   in v er ter   f ed   i n to   s q u ir r el  ca g i n d u ctio n   m o to r   h as  b ee n   d is c u s s ed .   T h I GB T   in v er ter s   ar h av i n g   s u p er io r   ch ar ac ter is tic s   o v er   o th er   p o w er   elec tr o n ic s   s e m ico n d u cto r   b ased   in v er t er s   in   m a n y   p o w er   elec tr o n ics  &   d r i v es  ap p licati o n s .   T h er ef o r e,   in   th e   p r esen t   s ec tio n ,   an   in d u ctio n   m o to r   f ed   P W in v er ter   m o d el  w i th   I GB T   in v er ter   h as   b ee n   i m p le m en ted   i n   th r ec e n t M atlab /Si m u li n k   en v ir o n m en t.   th r ee - p h a s s q u ir r el  ca g i n d u ctio n   m o to r   h a v i n g   r atin g   o f   3   HP ,   2 2 0   V,   1 4 3 0   R P is   f ed   b y   a   P W in v er ter   w h ic h   h as   b e en   co n s id er ed   an d   s h o w n   in   Fig u r 1 .   T h b ase   f r eq u en c y   o f   t h s i n u s o id al  r ef er en ce   w a v is   5 0   Hz,   w h er ea s   th tr ia n g u lar   ca r r ier   w av e ' s   f r eq u e n c y   is   s e t to   1 6 5 0   Hz.   it c o r r esp o n d s   to   f r eq u en c y   m o d u lat io n   f ac to r   m   o f   3 3 ( 5 0 Hz× 3 3 = 1 6 5 0   Hz) .   T h m ax i m u m   ti m s tep   h a s   b ee n   li m ited   to   1 0   μ s ,   it  is   n ee d ed   d u to   th r elativ el y   h i g h   s w itc h i n g   f r eq u en c y   ( 1 6 5 0   Hz)   o f   th in v er ter .   I is   r ec o m m e n d ed   th at   m f   s h o u ld   b an   o d d   m u lt ip le  o f   th r ee   an d   t h at  th v al u o u g h t to   b as h i g h   as  p o s s ib le  [ 2 1 ] .     T h in d u ctio n   m ac h i n e ' s   r o to r   i s   s h o r t - cir cu ited   f o r   Sq u ir r el  C ag I n d u ctio n   Mo to r .   I ts   s tato r   leak ag e   in d u cta n ce   is   s et  to   t w ice  f r o m   its   ac t u al  v alu to   s i m u late   th ef f ec o f   s m o o th i n g   r ea cto r   p lace d   b et w ee n   th in v er ter   an d   th i n d u ctio n   m o to r .   T h m o to r   is   s tar ted   f r o m   s tan d s till   co n d itio n .   T h s p ee d   s et  p o in is   s et  to   1 4 3 0   R P u n d er   f u ll  lo ad   co n d itio n .   T h is   s p ee d   is   r ea c h ed   af ter   0 . 3   s   an d   i h a s   b ee n   o b s er v ed   t h at  t h e   s tato r   an d   r o to r   cu r r en ts   ar q u ite  " n o is y , "   in   s p ite  o f   th u s o f   s m o o th in g   r ea cto r .   T h n o is in tr o d u ce d   b y   th P W in v er ter   h as  also   b ee n   o b s er v ed   in   th elec tr o m ag n et ic  to r q u w a v ef o r m   T e,   th o u g h   th m o to r ' s   in er tia  p r ev en ts   t h is   n o is f r o m   ap p ea r in g   i n   t h m o to r 's s p e ed   w av e f o r m .           Fig u r e   1 .   P W in v er ter   f ed   in d u ctio n   m o to r   s i m u latio n   m o d el   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   IJ A P E   Vo l.   6 ,   No .   2 A u g u s t 2 0 1 7 :   8 9     102   94   T h r ef er en ce   f r a m is   u s ed   to   co n v er i n p u v o ltag e s   ( ab r ef er en ce   f r a m e)   to   t h d q   r ef er en c e   f r a m e,   a n d   o u tp u c u r r en ts   ( d q   r ef er en ce   f r a m e)   to   th e   a b r ef er en ce   f r a m e.   w m a y   ch o o s a m o n g   th e   f o llo w in g   r ef er e n ce   f r a m tr an s f o r m a tio n s .   ( i)   R o to r   r ef er en ce   f r a m e   ( P ar k   tr an s f o r m atio n )   ( ii)   Statio n ar y   r e f er en ce   f r a m ( C l ar k o r   αβ   tr an s f o r m a tio n )   ( iii)   S y n ch r o n o u s   r e f er en ce   f r a m e   T h f o llo w i n g   i n s tr u ctio n s   h a v b ee n   s u g g e s ted   b y   Kr au s & T h o m as   [ 2 1 ] .   ( i)   C h o o s t h s tatio n ar y   r ef er e n ce   f r a m i f   th s tato r   v o ltag e s   ar eith er   u n b ala n ce d   o r   d is - co n tin u o u s   an d   th r o to r   v o ltag es a r b alan ce d   ( o r   0 ) .   ( ii)   C h o o s t h r o to r   r ef er en ce   f r a m i f   th r o to r   v o ltag e s   ar eith er   u n b alan c ed   o r   d is co n ti n u o u s   a n d   th e   s tato r   v o ltag e s   ar b alan ce d .   ( iii)   C h o o s eit h er   th s tatio n ar y   o r   s y n c h r o n o u s   r ef er en ce   f r a m e s   if   all  v o lta g es  ar b alan ce d   an d   co n tin u o u s .     Fo r   th s ta tio n ar y   r ef er e n ce   f r a m e,   t h v a lu o f   r o to r   an g le  i s   s et  to   0   a n d   th v al u o f   β   i s   s et  to   - θ r   T h ch o ice  o f   r ef er e n ce   f r a m e   in f lu e n ce d   t h w a v ef o r m s   o f   all  d q   v ar iab les.  I also   i n f lu e n ce d   th s i m u latio n   s p ee d   an d   in   d ef i n ite  ca s e s ,   th ac cu r ac y   o f   t h r esu lts .   I n   th p r esen w o r k ,   w m a y   ch o o s eith er   s ta tio n ar y   o r   s y n ch r o n o u s   r e f er en ce   f r a m e.   I t   h as  b ee n   o b s er v ed   th at  th s y n c h r o n o u s   o r   s tatio n ar y   r e f er en ce   f r am g iv e s   ap p r o x i m atel y   s a m r esu lts .   T h er ef o r e,   w it h   t h is   p r o p o s ed   m o d el,   eit h er   s tatio n ar y   o r   s y n c h r o n o u s   r ef er en ce   f r a m ca n   b ch o s e n .   T h p r o f icien an d   f r eq u e n m eth o d   is   u s ed   f o r   p r o d u cin g   th P W p u ls es.  Fo r   p r o d u cin g   th P W p u ls es  co m p ar i s o n   o f   th o u tp u v o lta g to   s y n th e s ize  ( 5 0   Hz  in   th is   ca s e)   w i th   tr ia n g u l ar   ca r r ier ' s   w av a t   th s w itc h i n g   f r eq u en c y   1 6 5 0   Hz  ( i n   t h i s   ca s e)   is   d o n e.   T h is   m et h o d   is   e m p lo y ed   i n   t h e   Dis cr ete   3 -   p h ase   P W p u ls g en er ato r   b lo ck   i n   t h Ma tlab /Si m u li n k .   T h li n e - to - li n R MS   o u tp u v o lta g is   a   f u n ctio n   o f   t h DC   in p u t v o lta g a n d   o f   th m o d u latio n   in d e x   m   a s   g i v e n   in   th f o llo w i n g   eq u atio n .     3 0 . 6 1 2 22 L L r m s d c d c m V V m V   ( 2 7 )     T h er ef o r e,   a   DC   v o ltag e   o f   4 0 0   w it h   m o d u latio n   f ac to r   o f   0 . 9 0   y ield s   t h 2 2 0   R MS   v o lta g es ,   w h ic h   i s   th n o m i n al  v o lta g o f   t h u s e d   in d u ctio n   m o to r .   T h f u n d a m e n tal  co m p o n en ( 5 0   Hz)   is   co m p u ted   b y   t h d is cr ete  Fo u r ier   b lo ck   w h ic h   i s   e m b ed d ed   in   th ch o p p ed   V ab   v o ltag an d   i n   th p h ase  c u r r en t.     3 . 1     Si m ula t io re s ults o f   t he  hea lt hy   co nd it io n o f   t he  m o t o un der  f ull - lo a d   T h s i m u latio n   r es u lt s   in   h ea lth y   o r   s y m m e tr ical  m o to r   co n d itio n   o f   t h in d u ctio n   m o to r   ar as   s h o w n   i n   Fi g u r 2 .   T o tally   f o u r   m o to r   p ar am e te r s   h a v b ee n   co n s id er ed   f o r   th an al y s is   o f   th I M.   T h ese   p ar am eter s   ar s tato r   cu r r en t,   r o to r   cu r r en t,  r o to r   s p ee d   an d   d ev elo p ed   elec tr o m ag n etic   to r q u e.   T w o   h ea lt h y   m o d e s   h a v b ee n   co n s id er ed First  h ea lt h y   m o d is   f o r   s tan d s till   co n d itio n   an d   s ec o n d   is   f o r   r u n n i n g   co n d itio n ,   s in ce   w ar f o cu s i n g   o n   tr an s ie n an al y s i s   o f   th e   m o to r .   T h er ef o r e,   w also   n e ed   to   o b s er v h o w   m o to r   is   b e h av in g   in   th e   r u n n in g   co n d itio n s .   Firstl y ,   f o r   h e alth y   m o d o f   th e   m o to r ,   t h s lip   is   s et   at  1 ( s =1 )   w it h   n o m i n al  m ec h an ica lo a d   to r q u 1 5   N - m .   Seco n d l y ,   f o r   r u n n in g   co n d itio n ,   th e   s l ip   is   s et  a 0 . 0 4   w it h   s a m e   lo ad   to r q u an d   m a y   b o b s er v ed   f r o m   T ab le   1   an d   T ab le  2 .   T h eses   tab les  r e v ea t h ch a n g e s   i n   m o to r   p ar am eter s   in   tr a n s ie n t c o n d iti o n s   f o r   h ea l th y   as  w ell  a s   f o r   s tato r   in ter - t u r n   f a u lt o f   t h m o to r .           ( a)       ( b )   0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 - 1 0 0 - 8 0 - 6 0 - 4 0 - 2 0 0 20 40 60 80 100 T i m e   ( s e c o n d s ) < R o t o r   c u r r e n t   i r _ a   ( A ) > Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A P E   I SS N:  2252 - 8792     S ta to r   I n ter - tu r n   F a u lt De tectio n   in   I n ve r ter F ed   I n d u ctio n   Mo to r   Dri ve s   ( K h a d im  Mo in   S id d iq u i )   95       ( c)       ( d )     Fig u r 2 .   R esu lts   i n   h ea l th y   co n d itio n   at  f u ll - lo ad ,   ( a)   Stato r   cu r r en t,  ( b )   R o to r   cu r r e n t,  ( c)   R o to r   s p ee d ,   ( d )   E lectr o m ag n etic  to r q u es       T ab le  1 .   Mo t o r   Sig n at u r es Va r iatio n   f o r   Hea lt h y   a n d   Fau lt y   C o n d itio n s   o f   t h I m   at  F u ll - L o ad   MC   LT   (N - m)   S l i p   D C V   (V)   M P T S C   (A)   M P T R C   (A)   RS   ( R P M )   M P T EM T   (N - m)   V ab   ( r ms)   H - Y   15   1   4 0 0   9 5 . 4 6   8 7 . 1 2   1 4 3 0   ( R M F )   1 2 8 . 1 7   2 1 9 . 9   H - Y - F - L   15   0 . 0 4   4 0 0   8 6 . 7 6   7 9 . 8 0   1 4 3 0   5 4 . 0 6   2 1 9 . 9   S I TF   15   0 . 0 8   4 6 0   9 8 . 4 5   8 7 . 0 9   1 3 8 0   8 1 . 9 2   2 5 2 . 9   S I TF   15   0 . 0 8   4 7 0   1 0 0 . 5 8   8 8 . 9 5   1 3 8 0   8 5 . 9 1   2 5 8 . 4       T ab le  2 .   Mo t o r   Sig n at u r es Va r iatio n   f o r   Hea lt h y   a n d   Fau lt y   C o n d itio n s   o f   t h I m   at  No - lo ad   MC   LT   (N - m)   S l i p   D C V   (V)   M P T S C   (A)   M P T R C   (A)   RS   ( R P M )   M P T EM T   (N - m)   V ab   ( r ms)   H - Y   0   1   4 0 0   9 5 . 4 6   8 7 . 2 0   1 5 0 0   ( R M F )   1 2 8 . 1 7   2 1 9 . 9   H - Y - F - L   0   0 . 0 4   4 0 0   8 6 . 9 7   8 0 . 3 3   1 5 0 0   5 0 . 2 8   2 1 9 . 9   S I TF   0   0 . 0 1   4 6 0   1 0 1 . 2 0   9 5 . 1 7   1 4 8 5   6 3 . 5 0   2 5 2 . 9   S I TF   0   0 . 0 1   4 7 0   1 0 3 . 2 1   9 7 . 2 2   1 4 8 5   6 7 . 1 2   2 5 8 . 9       T h o b tain ed   r esu lt s   i n   F ig u r e   2   s h o w   th at,   a ll  t h co n s id er ed   m o to r   p ar am e ter s   h av e   r ea ch ed   in   t h e   s tead y   s tate  co n d it io n   a f ter   0 . 3   s ec o n d s .   I f   w c h an g t h e   p h y s ical  p ar a m e ter s   o f   t h m o to r   u s ed   in   th e   p r o p o s ed   m o d el,   s u ch   a s   s l ip   an d   in p u t v o lta g e,   t h en   t h h ea l th y   I m o to r   is   tr ea ted   li k as   f au lt y   s tato r   in ter - tu r n   o f   I M.   I f   w e   i n cr ea s i n p u t   v o lta g ab o v e   th e   p r esc r ib ed   li m it,  t h o v er h ea ti n g   w il o cc u r   a n d   t h e   in s u latio n   m a y   g et  d a m a g e.   As  r esu lt,  s tato r   in ter - tu r n   f a u l w ill  b tak e n   p lace .   C au s in g   th is ,   t h m o to r   w i ll  r ea ch   in   t h id le  co n d itio n   f o r   lo n g   p er io d s .   T h m o d el  h as  b ee n   s i m u la ted   o n l y   f o r   1 s   f o r   clea r   r ev elatio n   o f   th tr an s ie n c h ar ac ter is tic s   o f   t h m o to r .   Si n ce   t h is   is   n o n - i n tr u s iv e   tech n iq u e,   th o b tain ed   s i m u lat io n   r esu lt s   f o r   h ea lth y   as  w ell  as  f au lt y   co n d itio n s   o f   th m o to r   o u g h to   b d if f er en t.  A s   r esu lt,  an   ef f ec ti v e   s tato r   in ter - t u r n   a n al y s i s   w o u l d   b ca r r ied   o u t.  Fro m   t h i s   m o d el,   th s ta to r   in ter - tu r n   f au lt  w o u ld   b d iag n o s ed   f o r   f u ll - lo ad ,   h alf - lo ad   an d   n o - lo ad   co n d itio n s .     3 . 2 .   Si m ula t io re s ults  o f   t he  f a ulty   i nte r - t urn  co nd it io o f   t he  m o t o un der  f ull - lo a f o DC     v o lt a g e   4 6 0 V     T h h ea lth y   I h as  b ee n   tr ea t ed   as  th f au lt y   I i n   th Ma t lab /Si m u li n k   en v ir o n m en t,  i f   w v ar ied   s o m p h y s ical  p ar a m e ter s   s u c h   as   in p u v o lta g as  w ell  a s   s lip .   I n   t h i s   p ap er ,   s tato r   i n ter - t u r n   f a u lt  a n al y s i s   h as  b ee n   ca r r ied   o u i n   ti m d o m ai n   o n l y   f o r   i n p u v o lta g e   4 6 0   an d   4 7 0 V.   T h o b tain ed   r esu lts   f o r   i n p u t   v o ltag 4 6 0   h a v b ee n   co m p ar ed   w it h   t h r es u lt s   o f   h ea lth y   co n d itio n .   A f ter   o b s er v in g   w a v e f o r m s   o f   h ea lt h y   a n d   s tato r   in ter - tu r n   f au lt y   m o to r   in   Fi g u r 2   an d   Fig u r 3 ,   it  m a y   b co n cl u d ed   th at  th o b tain ed   r esu lt s   ar d if f er e n t.  B ec au s it  is   n o n - in tr u s i v tec h n iq u e ,   w m a y   co n s id er   th at  e f f icie n s tato r   i n ter - t u r n   f au lt d etec tio n   h as b ee n   ca r r ie d   o u t in   th ti m d o m ai n   a n al y s is .       0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 - 2 0 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 T i m e   ( s e c o n d s ) R o t o r   S p e e d ( R P M ) 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 - 4 0 - 2 0 0 20 40 60 80 100 120 140 T i m e   ( s e c o n d s ) < E l e c t r o m a g n e t i c   t o r q u e   T e   ( N * m ) > Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   IJ A P E   Vo l.   6 ,   No .   2 A u g u s t 2 0 1 7 :   8 9     102   96       ( a)       ( b )         ( c)     ( d )     Fig u r 3 .   R esu lts   i n   f a u lt y   s ta t o r   in ter - t u r n   co n d itio n   at  f u ll - l o ad ,   ( a )   Stato r   cu r r en t,  ( b )   R o t o r   cu r r en t,  ( c)   R o to r   s p ee d ,   ( d )   E lectr o m ag n e tic   to r q u es       Fro m   Fig u r 3 ( to   d ) ,   it  m a y   b clea r ly   o b s er v ed   th at  t h tr an s ie n s tate  o f   t h m o to r   is   c o m p lete l y   d is tu r b ed   an d   co r r esp o n d in g   ch an g es   in   m o to r   p ar a m eter s   ar as  s h o w n   in   T ab le  1   f o r   h ea lt h y   an d   f a u lt y   s tato r   in ter - t u r n .   T h m o to r   s ig n at u r es  v ar iatio n   f o r   b o th   h ea lth y   a n d   f a u lt y   i n ter - t u r n   co n d itio n s   o f   t h e   in d u ctio n   m o to r   f o r   f u ll lo ad   i n   T ab u lar   f o r m   h as b ee n   s h o wn   in   t h T ab le  1 .   T h r o to r   s p ee d   v ar iatio n   f o r   in p u t   v o lta g 4 7 0   f o r   f u ll - l o ad   co n d itio n   is   as   s h o w n   in   Fig u r 4 .   T h r o t o r   s p ee d   w a v e f o r m s   ar as  s h o w n   i n   Fig u r 3 ( c)   a n d   Fig u r 4 .   Fro m   b o th   th e s e   Fig u r eu r es,  it  h a s   clea r l y   b ee n   o b s er v ed   th a th e   f ir s m a x i m u m   tr a n s ie n p ea k   s p ee d   is   1 3 8 0   r p m   f o r   b o th   in p u v o lta g ( 4 6 0   an d   4 7 0 V) .   B u t,  if   w o b s er v e   th s tead y   s tate   r esp o n s e s   o f   r o to r   s p e ed   s h o w n   i n   Fi g u r 3 ( c)   an d   Fi g u r 4 ,   it   m a y   b clea r l y   o b s er v ed   th at   if   t h e   in p u v o lta g i n cr ea s es,   th e   lo s s e s   m a y   g et  i n cr ea s ed   an d   co n s eq u e n tl y   T HD  in cr ea s ed .   T h er ef o r e,   h ea tin g   w ill  o cc u r .   A s   r esu l t,  s tato r   f au lt  m a y   ta k p lace .   No w   a g ain   o b s er v t h s tead y   s tate   r esp o n s e   o f   Fi g u r 3 ( c)   an d   Fi g u r 4 ,   I n d ee d ,   t h s tead y   s tate   r o to r   s p ee d   att ain s   s a m v al u b u t   lo s s es a r m o r b ec au s m o r d is to r tio n   v i s u al ized   in   t h Fi g u r 4   s tead y   s tate  r esp o n s e.       0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 - 4 0 - 2 0 0 20 40 60 80 100 T i m e   ( s e c o n d s ) < S t a t o r   c u r r e n t   i s _ a   ( A ) > 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 - 6 0 - 4 0 - 2 0 0 20 40 60 80 100 T i m e   ( s e c o n d s ) < R o t o r   c u r r e n t   i r _ a   ( A ) > 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 1250 1300 1350 1400 1450 T i m e   ( s e c o n d s ) R o t o r   S p e e d ( r p m ) 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 - 1 5 0 - 1 0 0 - 5 0 0 50 100 T i m e   ( s e c o n d s ) < E l e c t r o m a g n e t i c   t o r q u e   T e   ( N * m ) > Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A P E   I SS N:  2252 - 8792     S ta to r   I n ter - tu r n   F a u lt De tectio n   in   I n ve r ter F ed   I n d u ctio n   Mo to r   Dri ve s   ( K h a d im  Mo in   S id d iq u i )   97       Fig u r 4 .   R o to r   s p ee d   at  f u ll - l o ad   f o r   in p u t v o lta g 4 7 0   V       T h n o m in al  lo ad   to r q u is   k e p co n s tan i.e .   1 5   N - m .   T h an al y s i s   h as  b ee n   ca r r ied   o u f o r   h ea lth y   co n d itio n   o f   t h m o to r   w h en   s lip   is   s et   at  1   a n d   o t h er   h ea l th y   r u n n in g   co n d itio n   o f   th e   m o to r   f o r   f u ll  lo ad   w h e n   s lip   is   s et   at  0 . 0 4 .   T h f ir s m a x i m u m   tr an s ien t   p ea k   h as   b ee n   o b s er v ed   f o r   b o th   h ea lt h y   a n d   f au l t y   in ter - tu r n   co n d itio n s   o f   t h m o to r .   T h in p u v o ltag u n d er   b o th   h ea lt h y   co n d itio n s   is   s et  at  4 0 0   V,   th r o to r   is   in   s ta n d s till   co n d itio n   a n d   t h e   s lip   i s   s et  at   1 ,   co n s eq u e n tl y ,   th s p ee d   o f   t h e   R o ta ti n g   Ma g n et ic  F ield   ( R M F)  r ea ch ed   th s tead y   s tate  co n d i tio n   af ter   0 . 3   s ec   u p   to   1 4 3 0   r p m .   I n   th i s   ca s e,   t h r o to r   s p e ed   is   o b s er v ed   to   b ze r o   as  s h o w n   in   F ig u r 2 ( c) .   I n   th i s   ca s e,   t h m o to r   s p ee d   r ea ch ed   1 4 3 0   r p m   s p ee d   th at   is   o u r   r ated   s p ee d   o f   th m o t o r .   T h is   co n d itio n   h a s   b ee n   ac h iev ed   w h e n   n o m i n a in p u v o ltag g iv e n   f o r   th m ac h in e.   No w ,   w ch an g ed   t h i n p u t   v o lta g k ee p in g   th e   lo ad   to r q u b ein g   t h e   s a m e.   T h h ea lt h y   m o to r   w ill   b tr ea ted   as  s tato r   in ter - tu r n   f a u lt y   m o to r .   T h i n cr ea s i n   v o lta g o v er h ea ted   th m o to r   s o   th a co n s eq u en tl y ,   t h m o to r   w il l   ac h iev t h id le  co n d itio n   f o r   l o n g   p er io d s .   I n   t h p r ese n s ec tio n ,   th e   s ta to r   in ter - tu r n   f a u lt  a n al y s i s   h a s   b ee n   d o n f o r   f u ll   lo ad   co n d itio n s   f o r   in p u t   v o lta g e   4 6 0 an d   4 7 0 V.   I h a s   b ee n   a g ai n   o b s e r v ed   f r o m   T ab le   1   th at,   a ll  t h e   m o t o r   p ar am eter ' s   f ir s t   tr an s ie n t p ea k   i s   in cr ea s ed   e x c ep t e lectr o m a g n etic  to r q u e.   T h f ir s m ax i m u m   p ea k     MC:  m o to r   co n d itio n ,   L T lo ad   to r q u e ,   DC V:   D C   i n p u t   v o ltag e ,   MP T SC m ax i m u m   p e ak tr an s ien t   s tato r   cu r r en t,  MP T R C m a x i m u m   p ea k   tr a n s ie n t   r o to r   cu r r en t ,   R S:  r o to r   s p ee d ,   MP T E M T m a x i m u m   p ea k tr an s ie n t e lectr o m ag n etic  to r q u e,   SIT F:  s tato r   in ter - tu r n   f au lt   E lectr o m a g n etic   to r q u is   g e ttin g   i n cr ea s ed   i n   th e   f au l t y   co n d itio n   a s   co m p ar ed   to   th o b tain ed   elec tr o m ag n etic  to r q u in   b o th   h ea lt h y   co n d itio n s .   T h er ef o r e,   o v er   h ea tin g   m a y   ca u s m o to r   s tato r   in ter - tu r n   f ail u r an d   w ca n   s a y   th at   ef f ic ien s tato r   in ter - tu r n   f a u lt  d etec tio n   h as  b ee n   co m p leted   f o r   f u ll  lo ad   co n d itio n s   i n   ti m d o m ai n   b y   t h p r o p o s ed   m o d el.     3 . 3 .     Si m ula t io re s ults o f   t he  hea lt hy   co nd it io n o f   t he  m o t o un der  no - lo a d   T h r esu lts   o f   h ea lth y   a n d   s tat o r   in ter - t u r n   f a u lt y   co n d itio n s   o f   th m o to r   u n d er   n o - lo ad   is   as  s h o wn   in   F ig u r 5   an d   Fig u r 6 .   I h as  b ee n   o b s er v ed   f r o m   a ll  t h e   co n s id er ed   m o to r   s i g n atu r e s   w h ic h   r ea ch ed   t h s tead y   s tate  co n d itio n s   a f ter   0 . 3   s   li k f u ll - lo ad .   B u t,  i f   w e   co m p ar t h e   o b tain ed   v alu e s   i n   n o - lo ad   co n d it io n   f r o m   v alu e s   o b tain ed   in   f u ll  l o ad   co n d itio n ,   th e y   ar d if f er en t.  Fo r   h ea lt h y   n o - lo ad   s tan d s till   co n d itio n ,   t h e   R MF  v al u is   1 5 0 0   r p m .   W h en   th s l ip   is   s et  0 . 0 4   f o r   n o - lo ad   r u n n i n g   co n d itio n ,   th r o to r   s p ee d   h as  b ee n   o b tain ed   to   b 1 5 0 0   r p m .   T h co r r esp o n d in g   c h an g es  in   t h e   m o to r   s ig n at u r es  u n d er   n o - lo ad   co n d itio n   ar as   s h o w n   i n   T ab le  2 .   I f   w co m p ar d ev elo p ed   elec tr o m a g n eti to r q u f o r   h ea lt h y   r u n n i n g   c o n d itio n   i n   n o - lo ad   f r o m   t h f u ll lo ad   r u n n i n g   co n d itio n ,   it h as b ee n   o b s er v ed   th at  th d ev elo p ed   m o to r   to r q u is   m o r in   f u ll lo ad   co n d itio n   r ath er   t h an   n o - lo ad   co n d itio n   u n li k s ta to r   an d   r o to r   cu r r en ts .       0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 T i m e   ( s e c o n d s ) R o t o r     S p e e d ( r p m ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
              I SS N :   2252 - 8792   IJ A P E   Vo l.   6 ,   No .   2 A u g u s t 2 0 1 7 :   8 9     102   98       ( a)       ( b )           ( c)       ( d )     Fig u r 5 .   R esu lts   i n   h ea l th y   co n d itio n   at  n o - lo ad ,   ( a)   Stato r   c u r r e n t,  ( b )   R o to r   cu r r en t,  ( c)   R o to r   s p ee d ,   ( d )   E lectr o m a g n etic  to r q u es             ( a)         ( b )   0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 - 8 0 - 6 0 - 4 0 - 2 0 0 20 40 60 80 100 T i m e   ( s e c o n d s ) < S t a t o r   c u r r e n t   i s _ a   ( A ) > 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 - 1 0 0 - 8 0 - 6 0 - 4 0 - 2 0 0 20 40 60 80 100 T i m e   ( s e c o n d s ) < R o t o r   c u r r e n t   i r _ a   ( A ) > 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 - 2 0 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 T i m e   ( s e c o n d s ) R o t o r   S p e e d ( R P M ) 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 - 4 0 - 2 0 0 20 40 60 80 100 120 140 T i m e   ( s e c o n d s ) < E l e c t r o m a g n e t i c   t o r q u e   T e   ( N * m ) > 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 - 2 0 0 20 40 60 80 100 120 T i m e   ( s e c o n d s ) < S t a t o r   c u r r e n t   i s _ a   ( A ) > 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1 - 4 0 - 2 0 0 20 40 60 80 100 T i m e   ( s e c o n d s ) < R o t o r   c u r r e n t   i r _ a   ( A ) > Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.