I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   8 ,   No .   5 Octo b e r   2 0 1 8 ,   p p .   3 4 6 3 ~ 3 4 7 0   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 8 i 5 . pp 3 4 6 3 - 3 4 7 0           3463       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   A New  Winding Desig n of 24  Slot   Ca pa citor - Star   Ca pa citor - Run  In duction M o tor       Z u ri m a n Ant ho ny ,   E rha nel i Erha neli   De p a rtme n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   In s t it u te  o f   T e c h n o l o g y   P a d a n g   (In stit u t   T e k n o lo g P a d a n g ) ,   I n d o n e sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   2 4 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   J u l 2 9 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Dec   1 1 ,   2 0 1 8     T h e   c o n v e n ti o n a m e th o d   o f   a   si n g le  p h a se   in d u c ti o n   m o to w in d in g d e sig n   u su a ll y   c o n stru c ted   th e   m a in   a n d   a u x il iary   w in d in g in   b o th   slo t .   S o ,   th e re   w a a   c o m p li c a ted   w in d in g   d e sig n   if   th a c o m p a re   to   th e   th re e - p h a se   in d u c ti o n   m o to r.   Be c a u se   o f   th a t,   th is   stu d y   w a s   a i m e d   to   d e s ig n   a   n e w in d in g d e sig n   o a   sin g le  p h a se   in d u c ti o n   m o to th a c o n stru c ti o n   li k e   a   th re e - p h a se   in d u c ti o n   m o to r.   T h is  stu d y   wa f o c u se d   to   d e sig n   a   2 4   slo t   c a p a c it o r - sta rt  c a p a c it o r - ru n   in d u c ti o n   m o to r.   T h e   w in d in g in   th e   m o to a re   d iv id e d   in   3   g ro u p   li k e   a   th re e - p h a se   in d u c ti o n   m o to r.   T h e   tw o   win d i n g a c a a   m a in   w in d in g a n d   th e   o th e w in d in g   a c a s   a u x il iar y   w in d in g .   T h e   c u rre n ra ti n g   o f   th e   w in d in g   o f   th e   p r o p o se d   sin g le - p h a se   in d u c t io n   m o to r   w a 2 . 7 4 A .   T h e   p e rf o rm a n c e o th e   p r o p o se d   m e th o d   w e re   c o m p a re d   w it h   th e   p e rf o rm a n c e o f   a   th re e - p h a se   in d u c ti o n   m o to t h a h a d   t h e   sa m e   c u rre n t   ra ti n g .   T h e   m o to u se d   a a   c o m p a ra to w a a   th re e - p h a se   in d u c ti o n   o f   3 8 0 /2 2 0 V ,   2 . 7 4 / 4 . 7 A ,   Y/Δ ,   c a g e   ro to r,   4   p o les ,   1 . 5   H P ,   1 4 0 0   R P M ,   5 0 Hz .   Th e   re su lt   o f   th is  stu d y   sh o w e d   th a th e   p ro p o se d   d e sig n   o f   si n g le  p h a se   in d u c ti o n   m o to c o u l d   b e   o p e ra ted   w it h   b e tt e p e rf o rm a n c e th a n   th e   t h re e - p h a se   c o m p a ra to in d u c ti o n   m o to r‟s.   K ey w o r d :   I n p u t c u r r e n t     P o w er   f ac to r     Sin g le - p h a s in d u c tio n   m o to r   T h r ee - p h ase  in d u ctio n   m o to r   W in d in g s   d esi g n     Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit 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 :   Z u r i m a n   An th o n y   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   T ec h n o lo g y   P ad an g   ( I n s ti tu t   T ek n o lo g i P ad an g ) ,   J L .   Gaj ah   Ma d Kan d is   Nan g g alo   P ad an g ,   W est Su m ater a,   I n d o n esia .   E m ail:  a n to s la h @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N     I n d u ctio n   m o to r s   ar th elec tr ic  m o to r   th at  w id el y   u s ed   in   m an y   s ec to r s ,   esp ec iall y   i n   in d u s tr ial  an d   h o m ap p licatio n ,   b ec au s e   th ese  m o to r s   ar s i m p le  a n d   r o b u s co n s tr u c tio n .   T h er ar t w o   t y p e s   i n d u ct io n   m o to r s   in   ap p licatio n ,   t h r ee - p h ase  an d   s i n g le - p h ase  i n d u ctio n   m o to r s .   T h th r ee - p h as in d u ctio n   m o to r s   u s u all y   h a v h i g h   p o w er   r atin g   t h at  s u p p lied   b y   t h r ee - p h ase  p o w er   s y s te m ,   b u th s in g le - p h ase  i n d u ct io n   m o to r s   ar s u p p lied   b y   s i n g le - p h a s s y s te m   [ 1 ] .   T h s in g le  p h ase  i n d u ctio n   m o to r s   ar e   th elec tr ic  m o to r   th at  p r o d u ce d   i n   lo w   p o w er   r atin g .   T h m o to r s   u s u all y   o p er ated   o n   s i n g le  p h a s s u p p l y   an d   w id el y   u s ed   i n   h o u s e h o l d   s ec to r ,   s u c h   as  w a s h i n g   m ac h in e s ,   f an s ,   etc.   T h m o to r s   h av e   2   w i n d in g s ,   au x i liar y   an d   m ai n   w i n d i n g   t h at  ar p lace d   w it h in   9 0   d eg r ee s   o f   elec tr ical  in   co n s tr u ctio n   [ 1 ] .   T h m o to r s   w ill  o p er ate  w it h   b etter   p er f o r m a n ce   w h e n   ar g iv in g   t h ca p ac ito r   b an k   o n   th ter m i n al  cir c u it  o f   t h m o to r s .   T h ca p ac ito r   b an k   s er v e s   to   p r o d u ce   th e   p h ase  d if f er e n ce   b et w ee n   t h e   t wo   m o to r   w i n d in g s   ( m a in     a n d   au x i liar y   w i n d in g s )   w h ic h   ai m s   to   p r o d u ce   la r g to r q u e   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h th r ee   p h a s in d u ct io n   m o to r s   h a v 3   id en tical  w i n d in g s   ar e   s ep ar ated   b y   1 2 0   d eg r ee s   o f   elec tr icit y .   T h n u m b er   o f   t u r n s   o f   ea c h   w i n d i n g   p er   p o le  is   eq u al,   s o   t h at  t h e   m o to r   ca n   o p er ate  w it h   b alan ce d   cu r r en o n   ea ch   w i n d in g   w h en   t h th r ee   p h ase s   b alan c ed   s o u r ce   ar u s ed   to   th m o to r s   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   B y   u s i n g   an   eq u i v ale n cir c u it,  th e   c h ar ac ter is tic s   o f   t h m o to r s   ca n   b a n al y ze d   w ell   [ 1 ] ,   [ 3 ] [ 4 ] .   T h eq u iv a len t   c ir cu it  o f   t h m o to r s   ca n   b e   u s ed   to   p r ed ict  th c h ar ac ter is t i cs  o f   t h m o to r   o n   v ar io u s   lo ad   co n d itio n .   So   t h h az ar d   co n d itio n   o f   t h m o t o r s   ca n   b p r ed icted   b ef o r t h m o to r s   o p er ated   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   5 Octo b er   2 0 1 8   :   3 4 6 3     3 4 7 0   3464   d ir ec tl y   o n   th p o w er   s y s te m .   T h er ar e   s ev er al  m et h o d s   th at  h a v b ee n   d ev elo p ed   to   p r ed ict   th m o to r   ch ar ac ter is tic s   w ell   [ 3 ] ,   [ 5 ] - [ 1 1 ] .   B y   u s i n g   th e s m et h o d s ,   th p er f o r m an ce   o f   t h m o to r s   w ill  b ea s il y   p r ed icted   an d   d r a w n   f o r   m o r in - d ep th   an al y s is   n ee d s .   I n   th e   d ev elo p m e n o f   o p er atin g   s y s te m ,   t h t h r ee - p h ase  i n d u ctio n   m o to r s   h ad   b ee n   o p er ated   o n   s in g le  p h a s p o w er   s y s te m   [ 5 ] ,   [ 7 ] ,   [ 1 2 ] - [ 1 5 ] .   T h m o to r s   w er o p er ated   o n   s in g le  p h a s p o w er   s u p p l y   b y   u s i n g   th ca p ac ito r   b an k   i n s tal lin g   to   th ter m in a l o f   t h m o t o r   [ 5 ] ,   [ 7 ] ,   [ 1 2 ] - [ 1 5 ] .   B y   th i s   c o n d itio n ,   th t h r ee - p h ase  in d u ctio n   m o to r   o p er at ed   lik s in g le - p h ase  i n d u cti o n   m o to r ,   esp ec iall y   ca p ac ito r   s tar t - ca p ac ito r   r u n   in d u ctio n   m o to r .   So m o th er s   m o d i f icat io n   o p e r atio n   s y s te m   h ad   d ev elo p ed   b y   u s i n g   s in g le  p h ase  in v er ter ,   p u ls w id m o d u latio n   ( P W M)   co n tr o tech n iq u e,   etc.   [ 7 ] ,   [ 1 2 ] - [ 1 8 ] .   A n th o n y   [ 5 ]   h a s   p u b lis h ed   p ap er   th at  d is cu s s ed   ab o u m et h o d   w it h   co m p leted   b y   an   eq u iv ale n t   cir cu it  f o r   an al y zi n g   t h t h r ee - p h a s in d u c tio n   m o to r s   w h ile  o p er atin g   o n   s i n g le - p h ase  p o w er   s y s te m .   T h e   eq u iv ale n cir c u it  w as  s u itab l f o r   an al y zi n g   th e   m o to r s   w it h   an   ac cu r ac y   ab o v 9 0 %.  T h m o to r   h ad   3   g r o u p s   o f   w i n d in g s   w it h   ch ar ac ter is tics   s i m ilar   to   a   s in g le - p h a s i n d u ctio n   m o to r   an d   co u ld   b o p er ated   w it h   b e tter   p er f o r m an ce   an d   p o w er   f a cto r   clo s to   u n it y .   I n   o th er   ca s es,  t h s in g le  p h a s in d u ctio n   m o to r s   u s u all y   h a v 2   w in d i n g s ,   m ain     a n d   au x i liar y   w i n d in g s   t h at   ar in s talled   in   t h s lo o n   th m o to r .   T h er ef o r e,   b y   atten t io n   to   ab o v d escr ip tio n   ca n   b s h o w n   t h at    w h e n   s in g le - p h a s i n d u ctio n   m o to r   is   d esi g n ed   w it h   co n s tr u cti o n   s i m ilar   to   t h r ee - p h ase  i n d u ctio n   m o to r ,   o f   co u r s th s i n g le  p h ase  i n d u ct io n   m o to r   w il b o p er ate d   w i th   b etter   p er f o r m a n ce s   a n d   p o w er   f ac to r   cl o s to   u n i t y .   T h er ef o r e,   th is   s t u d y   is   in ten d ed   to   d esig n   s i n g le - p h ase  i n d u ctio n   m o to r   w it h   w i n d in g s   co n s tr u c tio n   s i m ilar   to   th at  o f   t h r ee - p h a s in d u ctio n   m o to r   t h at  h ad   2 4   s lo ts   o f   t h w i n d i n g s .   T h is   s t u d y   o n l y   f o cu s ed   in   d is cu s s i n g   ab o u t t h o u tp u t p o w er ,   p o w er   f ac to r   an d   ef f icien c y   o f   t h m o to r .       2.   CO NVEN SI O NA L   WI NDI NG   D E SI G O F   S I N G L E   P H ASE   I N DUC T I O M O T O R   Sin g le - p h a s I n d u ctio n   m o to r s   ar e   alter n ati n g   c u r r en m o to r   th at   w id el y   u s ed   i n   m an y   h o u s e   ap p licatio n s T h e   m o to r s   u s u all y   o p er ate  o n   s in g le - p h a s p o w er   s y s te m T h e   co n v e n t io n al  s i n g le  p h a s in d u ctio n   m o to r s   u s u al l y   h a v e   w i n d in g s ,   th m ai n   a n d   a u x i liar y   w in d i n g s A s   s p ec ial l y   f o r   s in g le - p h a s   ca p ac ito r - s tar ca p ac ito r - r u n   i n d u ctio n   m o to r ,   th e   t w o   w i n d in g s   u s u a ll y   u s ed   f o r   s tar t i n g   an d   r u n n i n g .   T h m o to r   u s u all y   u s 2   ca p a cito r s   in   o p er atin g   s y s te m ,   ie  s tar ca p ac ito r   an d   r u n   ca p ac ito r .   T h ca p ac ito r   co n n ec to r s   to   t h w i n d i n g s   o f   th e   s i n g le  p h ase   in d u ctio n   m o to r s   ar s h o w n   i n   F ig u r 1   an d   Fig u r 2   r esp ec tiv el y .   T h co n v e n tio n a w i n d i n g s   d esi g n   i n   t h 2 4   s l o ts   o f   t h s tato r   o n   th m o to r   th at  is   r e f er r ed   to   Fig u r 1   is   s h o w n   i n   Fi g u r 3 .     X 1 X 2 Y 1 Y 2 C N F     Fig u r 1 .   T h ca p ac ito r   co n n ec to r   to   th w i n d in g s   o f   s in g l e - p h a s ca p ac ito r   r u n   in d u ctio n   m o to r       X 1 X 2 Y 1 Y 2 Cr N F S 1 Cs     Fig u r 2 .   W in d in g s   d esi g n   o f   a   s in g le - p h ase  ca p ac ito r - s tar ca p ac ito r - r u n   i n d u ct io n   m o to r       Fro m   t h F ig u r 1   a n d   Fi g u r 2   ca n   b e x p la i n ed   t h at  t h e   to   X an d   to   Y   ar e   th e   m ai n   a n d   a u x iliar y   w i n d i n g s   r esp ec tiv el y .   C   i n   Fig u r 1   is   th ca p ac ito r   u s ed   f o r   s tar tin g   an d   r u n n i n g   co n d i tio n .   C s   an d   C r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   N ew  W in d in g s   Desig n   o f 2 4   S lo t Ca p a cito r - S ta r t Ca p a cito r - R u n   I n d u ctio n   Mo t o r   ( Zu r im a n   A n th o n y )   3465   in   Fi g u r 2   ar e   th e   ca p ac ito r   s tar t   an d   ca p ac ito r   r u n   th at  ar u s ed   f o r   s tar tin g   an d   r u n n in g   co n d itio n   r esp ec tiv el y .   T h l etter s   F   a n d   N   in   F ig u r 1   an d   Fig u r 2   ar e   th lin p o w er   an d   th e   N eu tr al   o f   th s in g le - p h ase  s u p p l y   r esp ec tiv e l y .       1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 a u x i l i a r y   w i n d i n g   ( Y 1 ) C a p a c i t o r M a i n   w i n d i n g   ( Y 2 ) V o l t a g e S o u r c e M a i n   w i n d i n g   ( X 1 ) a u x i l i a r y   w i n d i n g   ( Y 2 )     Fig u r 3 .   C o n v e n tio n al  w i n d in g s   d esi g n   in   t h 2 4   s lo ts   o f   t h e   s in g le  p h a s in d u c tio n   m o to r       3.   RE S E ARCH   M E T H O D   T h is   s tu d y   ai m s   to   s h o w   n e w   w i n d i n g s   d esi g n   f o r   s i n g l e - p h a s in d u ctio n   m o to r ,   esp ec iall y   f o r   ca p ac i to r - s tar ca p ac ito r - r u n   i n d u ctio n   m o to r .   T h w i n d in g   d esig n   is   s i m ilar   to   t h t h r e e - p h a s in d u ctio n   m o to r s .   T o   co m p ar e   t h ca p ab ilit y   o f   th p r o p o s ed   m et h o d th p er f o r m an ce   o f   t h p r o p o s ed   m o to r   w a s   co m p ar ed   t o   th e   p er f o r m a n c o f   th e   th r ee - p h a s i n d u ctio n   m o to r   t h at  h as  t h e   s a m e   cu r r en r ati n g .   T h e   in d u ctio n   m o to r s   u s ed   as  co m p ar ato r   f o r   th is   s t u d y   w a s   a   3 - p h ase  in d u ct io n   m o to r s   w it h   d ata   3 8 0 /2 2 0 V,     2 . 7 /4 . 7 A ,   Y/Δ ,   p o les ,   1 . 5   HP ,   1 4 0 0   R P M,   5 0 Hz.   T h m o t o r   o f   t h is   p r o p o s ed   s tu d y   h a s   3   w in d i n g s   ( w h ic h   w m ar k   w it h   as X,   Y   a n d   Z)   co n s tr u cted   i n   t h s tato r ,   th a ar 2   w in d i n g s   ( X Y )   ac t a s   a n   au x iliar y   w i n d in g s   an d   th o th er   w i n d in g   ( Z )   ac t s   as  m ai n   w i n d in g .   T h er w er t w o   t y p es  o f   w i n d i n g s   d es ig n   i n   t h p r o p o s e m et h o d .   Fo r   th f ir s t   m et h o d   ( A ) ,   all  o f   t h w i n d i n g s   o f   t h p r o p o s m et h o d   w er m ad th s a m e   s ize  o f     0 , 6 5   m m 2   li k an   id e n tical  t h r ee   p h ase  in d u ctio n   m o to r .   Fo r   th s ec o n d   m eth o d   ( B ) ,   th au x il iar y   w i n d in g     ( X Y )   w as  m ad b ig g er   1 5 %   th an   t h m ain   w in d i n g   ( Z ) ,   w h er th m ai n   an d   t h au x il iar y   w in d i n g s   w er e     0 , 6 5   m m 2   a n d   0 , 7 5   m m 2   r esp ec tiv el y .   T h w i n d in g   d esi g n   o f   th p r o p o s ed   m eth o d   is   g i v en   in   F i g u r e   4 .       X X   Y Y   Z Z   N F Cr Cs S 1     Fig u r e   4 .   Sin g le - p h ase  i n d u ct i o n   m o to r   o n   p r o p o s ed   m o d el   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   5 Octo b er   2 0 1 8   :   3 4 6 3     3 4 7 0   3466   L etter   F   a n d   N   i n   F ig u r e   4   ar th e   p h ase   an d   Neu t r al  f r o m   s in g le - p h a s s o u r ce   s y s te m   r esp ec tiv el y .   C s   an d   C r   in   Fig u r 4   ar th s tar ca p ac ito r   an d   r u n   ca p ac ito r ,   r esp ec tiv el y .   S1   i n   Fi g u r 4   is   s w itch   ( ce n tr i f u g al  s w itc h )   u s ed   to   d is co n n ec th ca p ac ito r   s tar af ter   t h m o to r   r ea ch   th e   r u n   co n d itio n .   Fig u r 5   g iv e s   d etail  co n tr ac tio n   o f   t h w in d i n g s   d esi g n   o f   th p r o p o s ed   m et h o d   in   th s l o t o f   th m o to r .       a u x i l i a r y   w i n d i n g   ( X 1 ) a u x i l i a r y   w i n d i n g   ( X 2 ) a u x i l i a r y   w i n d i n g   ( Y 1 ) a u x i l i a r y   w i n d i n g   ( Y 2 ) M a i n   w i n d i n g   ( Z 1 ) M a i n   w i n d i n g   ( Z 2 )               1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 C a p a c i t o r V o l t a g e S o u r c e     Fig u r 5 .   Ne w   w i n d in g s   d esig n   in   t h e   2 4   s lo ts   o f   t h p r o p o s ed   s in g le  p h ase  i n d u ctio n   m o t o r       T h ca p ac itiv r ea ctan ce   o f   th s tar ca p ac ito r   ( C s )   an d   r u n   ca p ac ito r   ( C r )   as  s h o w n   i n   Fi g u r 4   ca n   b ca lcu late d   b y   u s in g   th f o r m u las p u b lis h ed   b y   An t h o n y   [ 1 4 ] .   T h s tep   b y   s tep   o f   ca lc u l atin g   t h e   C s ,   C r ,   lin cu r r e n t ( I L )   an d   p o w er   f ac to r   ( PF )   ca n   b ex p lain ed   as f o llo w s .       ) ( ). ( ). 1757 , 0 ( F a r a d V f I C s t LN N               ( 1 )     T h e   ca p ac it iv e   r ea ctan ce   o f   th r u n   ca p ac ito r   (C r )   ca n   b ca lcu lated   as f o llo w s .       ) ( ) ) . ( ) . ( ) . ( 4 ( ) 2 ) . ( ( F a r a d V f I V I Cr LN N LN N           ( 2 )     W h er e :     I N     n o m i n al  c u r r en t o f   t h w i n d in g   o f   t h m o to r   ( A )   V LN     L i n to   n e u tr al  v o lta g e   ( V)   f   =   Fre q u en c y   o f   t h s o u r ce   p o w e r   s y s te m   ( Hz)     T h e   ca p ac it iv e   r ea ctan ce   o f   th s tar t   ca p ac ito r   ( C s )   in   th F i g u r 4 ,   th e n   ca n   b ca lcu lated   as f o llo w s .     ) ( F a r a d Cr C s t Cs                 ( 3 )       T h v o ltag o n   t h r u n   ca p ac it o r   Vc   an d   t h r ea ctiv p o w er   d o n ated   b y   th e   r u n   ca p ac ito r   ( VARc)       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   N ew  W in d in g s   Desig n   o f 2 4   S lo t Ca p a cito r - S ta r t Ca p a cito r - R u n   I n d u ctio n   Mo t o r   ( Zu r im a n   A n th o n y )   3467   th en   ca n   b ca lcu lated   r esp ec ti v el y   a s   f o llo w s .       LN V Vc . 2                   (4 )       2 2 ) .( . . 4 ) . 2 .( . LN LN V Cr V Cr VARc           ( 5 )     T h ap p ar en t p o w er   ( S)   a n d   t h lin e   cu r r e n t ( I L )   o f   th e   p r o p o s ed   s i n g le - p h ase  in d u ctio n   m o to r   ca n   b e   ca lcu lated   b y   t h f o llo w i n g   f o r m u la.       VARc S                   ( 6 )     Fu r t h er ,   th li n e   cu r r en ( I L en ter   in to   t h m o to r   ca n   b ca lc u lated   as f o llo w s .       LN L V S I                   ( 7 )     W h en   a   s i n g le - p h ase   in d u ctio n   m o to r   is   o p er ate d   w it h   t h n o m i n al   cu r r en t   s h o w n   i n   E q u atio n   ( 7 ) th m o to r   w il o p er ate  w it h   p o w er   f ac to r   clo s to   u n it y .   T h er ef o r e,   th p o w er   f ac to r   ( PF )   an d   p o w er   in p u t   ( P in o f   th m o to r   ca n   b d e f in ed   as f o llo w s .       98 , 0 ) ( C o s PF                 ( 8)       ) ( . C o s S P i n                   ( 9)       4.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S     T h s in g le - p h ase  i n d u c tio n   m o to r   p r o p o s ed   w a s   test ed   i n   t h lab o r ato r y .   T h ch ar ac ter i s tics   o f   t h e   p r o p o s ed   m o to r   th e n   co m p ar ed   to   th c h ar ac ter is tic s   o f   t h th r ee - p h ase   in d u ctio n   m o to r   th at  h ad   t h s a m e   co il  r atin g .   F r o m   t h r es u lt  o f   th is   s t u d y   ca n   b ex p lai n ed   t h ch ar ac ter is tic  o f   t h p r o p o s ed   m eth o d   w h ich   is   co m p ar ed   to   a   3 - p h ase  i n d u cti o n   m o to r   as f o llo w s .     4 . 1 .   O utput   Cha ra ct er is t ic   T h o u tp u t p o w er   ch ar ac ter is t i o f   th m o to r s   i s   s h o w n   i n   Fi g u r 6 .           Fig u r 6 .   Ou tp u t p o w er   ch ar ac ter is tic  o f   t h m o to r s       Fro m   th e   Fi g u r 6   ca n   b s ee n   t h at  t h s ec o n d   m et h o d   ( P o u M1 - p h   B )   o f   t h p r o p o s ed   m o to r   h ad   b etter   p er f o r m a n ce   i n   p o w er   o u tp u t h a n   b o th   o f   th f ir s m et h o d   ( P o u M1 - p h   A )   an d   t h 3 - p h ase  i n d u ctio n   m o to r   ( Po u M3   p h ) .   T h is   is   b ec au s o f   th s ec o n d   m e th o d   h as  au x il iar y   w i n d in g s   ( X,   Y)   b ig g er   1 5 th an   th m ai n   w i n d i n g s .   O f   co u r s e,   th to r q u e   d ev elo p ed   in   s ec o n d   m et h o d   w as   s li g h tl y   b ig g er   th a n   th e   f ir s Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   5 Octo b er   2 0 1 8   :   3 4 6 3     3 4 7 0   3468   m et h o d .   So   th at  th s ec o n d   m eth o d   o f   th p r o p o s ed   s in g le - p h ase  in d u ctio n   m o to r   co u ld   b o p e r ated   b etter   o r   clo s to   th th r ee - p h ase  p o w er   r atin g   o f   t h co m p ar ato r   in d u ctio n   m o to r .     4 . 1 . 2 .   P o w er   f a ct o cha ra ct er is t ic   T h p o w er   f ac to r   ch ar ac ter i s ti o f   th m o to r s   i s   s h o w n   i n   Fi g u r 7 .           Fig u r 7 .   P o w er   f ac to r   ch ar ac t er is tic  o f   t h m o to r s       Fro m   t h Fig u r 7   ca n   b e   s ee n   t h at  a ll  t h p r o p o s ed   m et h o d   ( Fd   M1 - p h   B   a n d   Fd   M1 - p h   A‟ )   h ad   b et t er   p er f o r m a n ce   in   p o w er   f ac to r   th a n   th e   3 - p h a s i n d u c tio n   m o to r   ( Fd   M3   p h ) .   T h p o w er   f ac to r   o f   t h e   p r o p o s ed   m et h o d   al w a y s   ab o v 0 . 9   an d   th en   p o w er   f ac to r   r ea ch   0 . 9 8   at  f u ll  lo ad   co n d itio n s   th at  w as  b etter   th an   th t h r ee - p h ase  i n d u c tio n   m o to r s .   T h is   is   b ec a u s t h ca p ac ito r   u s ed   in   t h p r o p o s ed   m et h o d   is   s et  i n   E q u atio n   ( 2 )   to   im p r o v p o w e r   f ac to r   to   b ec o m clo s to   u n i t y .     4 . 1 . 2 .   E f f iciency   cha ra ct er is t ic   T h E f f ec ie n c y   c h ar ac ter is tic  o f   th m o to r s   is   s h o w n   i n   Fi g u r 8 .     .       Fig u r e   8.   E f f icie n c y   ch ar ac ter i s tic  o f   t h m o to r       Fro m   th Fi g u r 8   ca n   b s ee n   th at  t h s ec o n d   m et h o d   ( E f f   M1 - p h   B )   o f   th p r o p o s ed   m o to r   h ad   b etter   p er f o r m a n ce   in   e f f icie n c y   t h an   b o th   o f   t h f ir s t   m e th o d   ( E f f   M1 - p h   A )   an d   th e   3 - p h ase  i n d u ctio n   m o to r   ( E f f   M3   p h ) .   T h at  w a s   b ec au s o f   t h s ec o n d   m eth o d   h as  au x i liar y   w in d i n g s   ( X,   Y)   b i g g er   1 5 t h a n   t h e   m ai n   w in d i n g s .   O f   co u r s e,   th e   to r q u d ev elo p ed   in   s ec o n d   m et h o d   w as  s li g h t l y   b ig g er   th an   th f ir s m et h o d .   So   th at  th s ec o n d   m et h o d   o f   th p r o p o s ed   s in g le - p h ase  i n d u ctio n   m o to r   co u ld   b o p er ate d   w it h   an   e f f icie n c y     h ig h er   t h an   b o th   t h f ir s m eth o d   an d   th 3 - p h ase  i n d u ctio n   m o to r s .   I f   w co m p ar all  th m ax i m u m   d ata  o f   th m o to r s ,   it c an   b e   s ee n   t h at  in   T ab le  1 .     Fro m   T ab le  1   it  ca n   b s ee n   th at  t h s ec o n d   m et h o d   ( B )   o f   th p r o p o s ed   s in g le  p h a s e   in d u ctio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   N ew  W in d in g s   Desig n   o f 2 4   S lo t Ca p a cito r - S ta r t Ca p a cito r - R u n   I n d u ctio n   Mo t o r   ( Zu r im a n   A n th o n y )   3469   m o to r   d esig n   h as   b etter   p er f o r m an ce   t h an   th t h r ee   p h a s i n d u ctio n   m o to r s .   I f   w v alid at all  t h eq u atio n s   o f   th p r o p o s ed   m et h o d   to   th ex p er i m e n t r es u lts ,   t h d ata  ar g iv e n   i n   T ab le  2 .       T ab le   1 .   Mo t o r s   C h ar ac ter is tic s   a f u ll  L o ad   C o n d itio n s   No   O b j e c t   1 -   p h a se   I M   ( A )   1 -   p h a se   I M   ( B )   3 - p h a se   I M   1   O u t p u t   P o w e r   ( W )   6 4 4 . 7 2   8 1 1 . 6 5   7 8 4 . 4 2   2   R o t o r   S p e e d   ( R P M )   1 4 2 5   1 4 0 9   1 4 0 3   3   P o w e r   f a c t o r   0 . 9 8 0   0 . 9 8 4   0 . 7 3 3   4   Ef f i c i e n c y   ( %)   6 0 . 4 4   6 5 . 3 0   6 1 . 2 0       T ab le  2.   C alcu latio n   R e s u lts   C o m p ar ed   t t h E x p er i m en ta l Res u lts   o t h Seco n d   Me th o d   ( B a   Vo ltag 2 2 1 . 6V   I n d i c a t o r s   Ex p e r i me n t a l   r e su l t s   C a l c u l a t i o n   r e su l t s   Er r o r   ( %)   I L   ( A )   5. 7 13   5 . 5 6 7   2 . 5 5 6   P o w e r   F a c t o r   0 . 9 8 4   0 . 9 8 0   0 . 4 0 6   Pi n   1 2 4 3 . 0 0 0   1 2 0 8 . 8 8 6   2 . 7 4 5       W h er e :   E r r o r   ( %)  p er ce n tag er r o r   o f   th ca lc u latio n   r es u lts   w h e n   co m p ar ed   to   th ex p er i m en tal  r esu lt s       Fro m   T ab le  2   ca n   b s ee n   th at  th f o r m u la s   t h at  h a v b ee n   g iv e n   ab o v s h o w   g o o d   an d   ac cu r a te   r esu lt  i f   w e   co m p ar ed   to   th e   ex p er i m e n tal  r es u lt.  T h f o r m u las  h av e   h i g h   ac cu r ac y   to   ca lcu late  t h li n e   cu r r en t ( I L ) ,   p o w er   f ac to r   an d   p o w er   in p u t ( P in )   o f   th e   m o to r b ec au s t h er r o r   r esu lt   o n l y   b elo w   3 % .   So ,   t h e   m et h o d   g iv e n   i n   th i s   r esear ch   is   v er y   g o o d   to   u s f o r   d esig n i n g   o f   s i n g le  p h ase  i n d u ctio n   m o to r .       5.   CO NCLU SI O N   T h is   s t u d y   w a s   f o cu s ed   to   d e s ig n   n e w   w i n d i n g s   co n s tr u ctio n   o f   a   s i n g le - p h ase  i n d u c t io n   m o to r   esp ec iall y   f o r   ' ca p ac ito r - s tar ca p ac ito r - r u n   i n d u c tio n   m o to r ' .     T h w i n d in g s   d esig n   w a s   lik t h r ee - p h as e   in d u ctio n   m o to r s .   T h b es d esig n   o f   th e   p r o p o s ed   s in g l p h ase  i n d u ctio n   m o to r   w a s   to   u s a u x iliar y   w i n d i n g s   1 5 b ig g er   t h a n   t h m ai n   w i n d i n g s .   T h p r o p o s ed   s in g le  p h ase  i n d u c tio n   m o to r   co u ld   o p er ate  at   th r ee   p h ase    p o w er   m o to r   r atin g   w it h   b etter   p er f o r m a n ce .   T h f o r m u las  g iv e n   in   t h is   s t u d y   h ad   h i g h   ac cu r ac y   an d   g o o d   to   u s e   to   p r ed ict  th li n c u r r en t,  p o w er   f ac to r   an d   p o w er   i n p u t   o f   t h p r o p o s ed   s in g le  p h a s e   in d u ctio n   m o to r .     ACK NO WL E D G E M E NT S   W w o u ld   lik to   th an k   v er y   m u c h   to   th tea m   o f   th lab o r ato r y   o f   elec tr ical  en g i n ee r i n g   o f   t h e   I n s tit u te  o f   T ec h n o lo g y   P ad an g   ( I n s tit u t   T ek n o lo g P ad an g )   w h o s h e lp ed   u s   in   r esear c h   in   t h lab o r ato r y .   W w o u ld   al s o   lik to   th a n k   f o r   Ko p er tis   W ila y a h   X '   a n d   'Dir ec to r ate  o f   R esear c h   an d   C o m m u n it y   Ser v ice,   Dir ec to r ate  Gen er al  f o r   R ese ar ch   an d   De v elo p m e n at  th e   Min i s tr y   o f   R esear ch ,   T ec h n o lo g y   an d   Hi g h er   E d u ca tio n '   R ep u b lic  o f   I n d o n esia  w h o s h e lp ed   f u n d   t h is   r esear ch   i n   ac co r d an ce   w it h   t h r esea r ch   co n tr ac t   n u m b er   5 3 0 /2 7 . O1 0 . 4 . 2 /P I N/ 2 0 1 7 .         RE F E R E NC E S     [1 ]   P .   C.   S e n ,   P rin c i p les   o f   El e c tri c a M a c h in e s an d   P o w e El e c tro n ics ,   2 n d   e d .   Ne w   Yo rk Jo h n   W il e y   &   S o n s,  1 9 9 6 .   [2 ]   S .   J.  C h a p m a n ,   El e c rica M a c h in e ry   F u n d a m e n tals ,   4 th   e d .   Ne w   Yo rk M c G ra w - Hill ,   2 0 0 5 .   [3 ]   W .   Ga n g   a n d   P .   S u n g - W o n ,   Im p ro v e d   Esti m a ti o n   o f   In d u c ti o n   M o to r   Circu it   P a ra m e ter w it h   P u b li s h e d   M o t o r   P e rf o rm a n c e   Da ta ,   Gr e e n   T e c h n o l.   C o n f .   ( Gr e e n T e c h ),   2 0 1 4   S ixth   An n u .   I EE E ,   p p .   2 5 - 2 8 ,   2 0 1 4 .   [4 ]   Z.   A n th o n y ,   e a l .,   A   Ne Eq u iv a len Circu it   o f   t h e   th re e - p h a s e   In d u c ti o n   M o to ( Ca se   S tu d ies  :  Cu rre n A n d   P o w e F a c to Of   T h e   M o to r )” ,   v o l.   1 2 ,   n o .   2 3 ,   p p .   6 9 6 7 - 6 9 7 4 ,   2 0 1 7 .   [5 ]   Z.   A n th o n y ,   Eq u iv a len Circu it f o r   th e   M 3 1 D - ZA   M o to   M e th o d   ( Ca se   S t u d ies  :  C u rre n ts   a n d   P o w e F a c to o f   th e   m o to r) ,   IJ ET T ,   v o l.   2 5 ,   n o .   1 ,   p p .   4 9 - 5 2 ,   2 0 1 5 .   [6 ]   G .   A .   S h a n sh u ro v ,   A   M a th e m a ti c a M o d e l   o f   a   S i n g le - P h a se   In d u c ti o n   M o t o w i th   a n   A s y m m e tri c   S tato r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   5 Octo b er   2 0 1 8   :   3 4 6 3     3 4 7 0   3470   W in d in g ,   v o l.   7 8 ,   n o .   9 ,   p p .   4 6 7 - 4 7 3 ,   2 0 0 7 .   [7 ]   Y.  A .   A l - tu rk a n d   H.  A l - u m a ri,   A p p li c a ti o n   o f   th e   Re f e r e n c e   F r a m e   T h e o r y   to   th e   D y n a m ic  A n a l y sis  o f   a   T h re e - P h a s In d u c ti o n   M o t o f e d   f ro m   a   S in g le - P h a se   S u p p ly ,   El se v ier ,   v o l.   5 3 ,   p p .   1 4 9 - 1 5 6 ,   2 0 0 0 .   [8 ]   V .   G h ial,   e a l .,   P a ra m e ters   Esti m a ti o n   o f   P e rm a n e n S p li Ca p a c it o Ru n   S in g le  P h a se   In d u c ti o n   M o t o Us in g   Co m p u ted   Co m p lex   V o l tag e   Ra ti o ,   IEE E   T ra n s.  In d .   El e c tro n . ,   n o .   c ,   p p .   1 - 1 0 ,   2 0 1 3 .   [9 ]   R.   F i se r,   e a l .,   In d u c ti o n   M o to P a ra m e ters   in   C a se   o f   Ro to El e c tri c a A s y m m e tr y ,   Pro c .   -   2 0 1 3   IEE W o rk .   El e c tr.   M a c h .   De s.  Co n tro l   Dia g n o sis,  W EM DCD   2 0 1 3 ,   p p .   2 7 1 - 2 7 8 ,   2 0 1 3 .   [1 0 ]   M .   M y e rs,  e a l .,   De ter m in a ti o n   o f   th e   P a ra m e ters   o f   N on - sy m m e tri c   In d u c ti o n   M a c h in e s ,   Co n f.   Pro c .   -   IEE E   Ap p l .   P o we El e c tro n .   C o n f.   Exp o .   -   A PE C ,   n o .   1 ,   p p .   1 0 2 8 - 1 0 3 3 ,   2 0 1 1 .   [1 1 ]   S .   En a c h e ,   e a l . ,   M e th o d   a n d   De v ic e   o f   S y n c h ro n iza ti o n   f o r   De ter m in a ti o n   o f   S q u irrel  C a g e   A s y n c h ro n o u s   M o to rs   P a ra m e ter s” ,   2 0 1 3   -   8 th   I n t.   S y mp .   A d v .   T o p .   El e c tr.   E n g .   AT EE   2 0 1 3 ,   2 0 1 3 .   [1 2 ]   N .   A .   A h m e d ,   T h re e - p h a se   I n d u c t io n   M o to O p e ra ti n g   f ro m   sin g le - p h a se   S u p p ly   w it h   a n   El e c tro n ica ll y   Co n tr o ll e d   Ca p a c it o r” ,   El e c tr.   P o we r S y st.  Res . ,   v o l.   7 3 ,   n o .   2 ,   p p .   1 2 1 - 1 2 8 ,   2 0 0 5 .   [1 3 ]   Z.   A n th o n y ,   A   S i m p le  M e th o d   f o Op e ra ti n g   th e   De lt a   Co n n e c ti o n   S tan d a rd   o f   th e   3 - p h a se   In d u c ti o n   M o t o o n   S in g le  P h a se   S u p p ly ,   IJ ET T ,   v o l .   1 5 ,   n o .   9 ,   p p .   4 4 4 - 4 4 7 ,   2 0 1 4 .   [1 4 ]   Z.   A n th o n y ,   A   S i m p le  M e th o d   f o Op e ra ti n g   th e   T h re e - P h a se   In d u c ti o n   M o to o n   S in g le  P h a se   S u p p ly   ( F o Wy e   Co n n e c ti o n   S tan d a rd ) ,   IJ ET T ,   v o l.   5 ,   n o .   1 ,   p p .   1 3 - 1 6 ,   2 0 1 3 .   [1 5 ]   Z.   A n th o n y ,   A n a l y z in g   Ch a ra c t e risti c o th e   S h e d a     M e th o d   f o Op e ra ti n g   th e   3 - p h a se   in d u c ti o n   M o to o n   S in g le  P h a se   S u p p ly   ( Ca se   stu d ies  :  o u tp u p o w e a n d   e ff icie n c y   o th e   m o to r)” ,   IJ ET T ,   v o l.   3 3 ,   n o .   4 ,   p p .   1 7 5 - 1 7 9 ,   20 1 6 .   [1 6 ]   W .   Ya w - ju e n ,   e a l .,   Ba lan c in g   a   T h re e - P h a se   In d u c ti o n   M o to S u p p li e d   f ro m   a   S in g le - P h a se   S o u rc e   w it h   Tw o   S V Cs” ,   n o .   3 ,   2 0 1 7 .   [1 7 ]   A .   K.  A d a p a   a n d   V .   Jo h n ,   A c t iv e   P h a se - Co n v e rter  f o Op e ra ti o n   o f   T h re e - P h a se   In d u c t io n   M o to rs  o n   S i n g le - P h a se   G rid ,   2 0 1 6 .   [1 8 ]   P .   Brz e z lrek a n d   J,  P i ll a y ,   In d u k ti o n   M o t o P e rf o rm a n c e   F e d   f ro m   S in g le t o   T h re e   P h a se   Co n v e rter ,   IEE E ,   1 9 9 0 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       Zu r i m a n   A n th o n y   is  a   l e c tu re in   th e   In stit u te  o f   Tec h n o lo g y   P a d a n g   ( In stit u T e k n o lg P a d a n g )   o n   De p a rtme n o f   El e c tri c a En g in e e rin g .   His  re se a rc h ‟s  in tere st  in   El e c tri c a M a c h in e a n d   C o n tro l .   H e   re c e iv e d   a n   M .   En g   f ro m   G a d jah   M a d a   Un iv e rsit y ,   Yo g y a k a rta,  I n d o n e sia   in   2 0 0 2 .   He   a lw a y a c ti v e   in   m a n y   re se a rc h e s ab o u t h e   in d u c ti o n   m o to rs             Er h a n e li   is  a   lec tu re i n   t h e   I n stit u te  o f   T e c h n o l o g y   P a d a n g   ( In stit u T e k n o lg P a d a n g )   o n   De p a rtme n t   o f   El e c tri c a En g in e e rin g .   H er   re se a rc h ‟s  in tere st  in   El e c tri c a M a c h in e a n d   P o w e Distrib u ti o n S h e   re c e iv e d   a n   M .   En g   f ro m   G a d jah   M a d a   Un iv e rsit y ,   Yo g y a k a rta,  I n d o n e sia   in   2 0 0 3 Sh e   a lw a y a c t iv e   in   m a n y   re se a rc h e s ab o u t h e   in d u c ti o n   m o to rs   a n d   p o w e s y ste m   d i strib u ti o n .             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.