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.   7 ,   No .   4 A u g u s t   201 7 ,   p p .   1 6 6 1 ~ 1 6 7 0   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v7 i 4 . p p 1 6 6 1 - 167 0          1661       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 JE C E   Eco no m ic E ff icie ncy  Mea sure o I nduction M o tors   for  Indu stria l Ap plic a tions       K ee rt i R a i S B   L   Sek s e na T ha k ur   De p a rtme n o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   E n g in e e rin g Na ti o n a I n st it u te o f   T e c h n o lo g y Ja m sh e d p u r,   Jh a rk h a n d ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   1 1 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Ma y   2 5 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   J u n   1 0 ,   2 0 1 7       T h is  p a p e r,   in tro d u c e d   a n   e x p re ss io n   o f   Eco n o m ic  E ff icie n c y   M e a su r e   (EE M t o   p e rm it   q u ick   e v a lu a ti o n   f o re p lac e m e n o f   fa u lt y   in d u c ti o n   m o to r   w it h   a lt e rn a ti v e   (n e w   o re f u rb ish e d   m o to r)  f o lo w e st  li f e - c y c le  c o st  b a se d   o n   e ff icie n c y   a n d   ra ted - lo a d   c o n d it io n s .   T h is  a p p ro a c h ,   sim p li f ies   th e   p ro c e ss   f o e v a lu a ti n g   th e   e n e rg y   e ff icie n c y   to   m e re   p r o p o rti o n a te  f a c to c a ll e d   a EE M .   D u rin g   t h e   o p e ra ti n g   p h a se ,   th e   m o to lo ss e c o rre sp o n d   t o   e x tra  e n e rg y   c o n su m p ti o n ,   b a se d   o n   v a rio u p a ra m e ter li k e   m o to o p e ra ti n g   c o n d i ti o n s,  o p e ra ti n g   h o u rs,  o p e r a ti n g   c o sts,  f a u lt   fa c to r,   d e p re c iatio n   f a c to r   a n d   f ix e d   c o sts.    T h e   a p p ro a c h   is   e ffe c ti v e   in   a d d re ss in g   th e   g lo b a issu e   o n   re p lac e m e n o f   th e   f a u lt y   m o to r   th a n e e d a   c o m p re h e n siv e   a n a l y sis  a n d   m a th e m a ti c a e x p re s sio n .   C o m p a re d   to   o t h e a lt e rn a ti v e th e   EE M   p ro v id e a   sim p le  b u e ff e c ti v e   a n d   re li a b le  m e a n s   to   a ss e s,  th e   f e a sib il it y   o re p lac in g   o re f u rb ish in g   th e   f a u lt y   m o to r.   A   d e tail  a n a l y sis  h e re   w o u ld   e sta b li sh   h o m u c h   th e   p re se n a p p r o a c h   is  e f fe c ti v e   in   d e term in in g   th e   re p lac e m e n f o a   f a u lt y   in d u c ti o n   m o to e it h e b y   a   n e w   o n e   o re f u rb ish e d   o n e   o c o rre sp o n d in g   ra ti n g .   K ey w o r d :   E co n o m ic  ef f ic ien c y   m ea s u r in d u ctio n   m o to r   Fix ed   an d   o p er atin g   co s t   R ef u r b is h ed   m o to r     Co p y rig h ©   2 0 1 7   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 :   Kee r ti R ai,     Dep ar te m en t o f   E lectr ical  an d   E lectr o n ics E n g i n ee r in g ,   NI T ,   J am s h ed p u r ,   J h ar k h a n d ,   I n d ia .   E m ail:  k ir tis i n h a2 8 0 9 @ y a h o o . in         1.   I NT RO D UCT I O N      T h in d u ctio n   m o to r   is   th e   m a in   d r iv e n   s y s te m   in   in d u s tr ie s ,   w h ic h   co n s u m es  3 0 - 60   p er ce n t   o f   to tal  elec tr ical  en er g y .   E n er g y   i s   u t m o s n ee d   in   ev er y   f ield   to   p er f o r m   ac tiv i ties   w h eth e r   it  is   r esid en tial,   co m m er cial,   i n d u s tr ial,   ag r icu ltu r al  an d   h o s o f   alik ap p lic atio n s .   T h n ee d   f o r   en er g y   c o n s er v atio n   is   v ital   b u t h b est   p r ac tice  p r in cip l w h ile   s elec ti n g   i n d u ct io n   m o t o r   b eg in s   w it h   a n al y zi n g   th e   li f c y cle  co s o f   t h e   m o to r .   L i f c y cle  co s i s   f i n an cia p r in cip le  f o r   s elec tio n   o f   m o to r s   a s   t h e y   co n s u m e   m o r t h an   h al f   th e   en er g y   u s ed   b y   th p lan t [ 1 ] .     I n   g en er al,   6 5   p er ce n t   o f   th to tal   lo ad   is   in d u s tr ial  lo ad   in   I n d ia  an d   9 0   p e r ce n t   o f   th is   in d u s tr ial   lo ad   is   in d u ctio n   m o to r   lo ad .   I is   w ell  k n o w n   f ac th at  i n d u ctio n   m o to r   o p er atin g   at  f u ll  lo ad   o f f er s   g o o d   ef f icien c y ,   ev e n   at  r elativ el y   m o d e s k W - r at in g .   Ho w e v er ,   at  lo w er   v al u es  t h an   r ated   lo ad s ,   w h ich   i s   co m m o n   co n d itio n   th at  m a n y   m o to r   ex p er ien ce   f o r   s ig n i f ican p o r tio n   o f   th e ir   s er v ic e ,   th eir   e f f icie n cies  d ec r ea s e s   a n d   in cr ea s es   lo s s e s   s o   e n er g y   co n s u m p t io n   i s   m o r i n   i n d u s tr y   [ 2 ] .   T h ef f icie n c y   o f   a   m o t o r   is   d eter m in ed   b y   in tr i n s ic  lo s s es ( f ix ed   lo s s e s   a n d   v ar iab le  lo s s )   th a t c an   b r ed u ce d   o n l y   b y   c h an g i n g   t h d e s ig n   o f   t h m o to r .     I is   e v id e n t h at   o p ti m izi n g   e f f icien c y   o f   in d u ctio n   m o to r s   w o u ld   s i g n i f ican tl y   ad d r ess   th is   i s s u b u m aj o r   task   la y s   m o s tl y   in   it s   d if f ic u lt   co n tr o llab ilit y ,   d u to   its   co m p lex   m at h e m atica m o d el,   its   n o n   li n ea r   b eh av io r   d u r in g   s atu r atio n   ef f ec an d   th elec tr ical  p ar am eter   o s cilla tio n   w h ic h   d ep en d s   o n   th p h y s ical  i n f lu e n ce   o f   th te m p er atu r e.   W h en   i n d u ctio n   m o to r s   ar o p er ated   with o u t   p r o p er   co n t r o ( d r iv e) ,   th m o to r s   ar co n s u m i n g   lar g e n er g y   a n d   t h o p er atin g   co s t s   ar h i g h .   T h ese  p h y s ical   an d   o p er atio n al   d is tu r b a n ce s   o f te n   ca u s f ail u r o f   t h m o to r ,   o f te n   r ep lace m e n o f   t h m o to r   is   co n s id er ed   as  v iab le  s o lu tio n   b u t   o f te n   to   r ein s tall   f a iled   m o to r   af ter   r ef u r b is h i n g   co u ld   b ec o n o m icall y   f ea s ib le.   T h m o s t   co m m o n   ca u s o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   4 A u g u s 2 0 1 7     1 6 6 1     1 6 7 0   1662   in d u ctio n   m o to r   f ail u r is   d u e   to   th m o to r   w in d i n g s ,   an d   w h ic h   ca n   o f te n   b r eso lv ed   b y   r e w i n d i n g   t h o ld   m o to r   w it h   i n   p er m i s s ib le   li m its .   U n f o r tu n a tel y ,   th e   m o to r   r e w i n d in g   p r o ce s s   o f te n   r es u lt s   in   a   lo s s   o f   m o to r   ef f icien c y ,   w h ich   i s   th p r i m ch allen g in   f o cu s   w h et h er   it  is   f ea s ib le  to   r ep lace   w it h   n e w   m o to r   o r   r ef u r b is h   t h f ailed   m o to r .     Her e ,   f o cu s   h as   b ee n   d r a w n   t o   co m m o n   ca u s o f   m o to r   r ep lace m en t   i.e .   p r o b le m   w i th   th m o to r   w i n d i n g s ,   an d   th s o lu tio n   o f t en   u s ed   is   eit h er   r ep lace m en o f   th ex i s ti n g   m o to r   w it h   r ew i n d   o r   n e w   m o to r .   Hen ce f o r th ,   th p r o p o s ed   E E d eter m i n e s   th b est  p o s s ib le,   ec o n o m icall y   v iab le    an d   p r ag m at ic  s o lu t io n   i n   ter m s   o f   r ep lace m en t   w it h   t h e   r e w i n d   o r   n e w   m o to r .   Fro m   t h s ce n ar io   it   is   e v id e n t h at  r ef u r b is h i n g   f a u lt y   m o to r ,   its   f i x ed   co s is   lo w   b u o p er atin g   co s i s   h i g h   w h il r ep lac in g   f a u lt y   m o to r   w it h   n e w   o n it s   f ix ed   co s t is  h i g h   w h ile  o p er a tin g   co s t is   lo w .   Op er atin g   co s t   lar g el y   d ep en d s   o n   t h e n er g y   co n s u m ed   b y   t h m o to r   w h ic h   ca n   b s a v ed ,   eith er   b y   i m p r o v i n g /o p ti m izi n g   ef f icie n c y   o f   I d r iv e.   B ef o r d ec id in g   w h et h er   to   p u r ch ase  n e w   m o to r   o r   r ef u r b is h   t h f a u lt   o n e,   co n s id er atio n   r eg ar d in g   co s d if f er en ce   E E M,   an d   r elev an o p er atio n al  co s s h o u ld   b g iv en   p r ef er en ce .   It   is   g en er al  u n d er s ta n d i n g   th at  th r e w o u n d   in d u ctio n   m o to r   w o u ld   n o p er f o r m   b etter   w it h   r ef er en ce   to   th n e w   m o to r s   b ec au s th ese   w i n d i n g s   o f   r ef u r b is h ed   ca u s e   ad d itio n al   lo s s es  b ec au s e   t h e y   p r o d u ce   u n b ala n ce d   f lu x .   Fu r th er ,   d if f er e n t   h o r s ep o w er   r ef u r b is h ed   m o to r s   w o u ld   b s t u d ied   f o r   d if f er e n t y p e s   o f   lo s s es  s o   a s   to   d eter m in t h o v er al l   ef f icien c y   o f   t h in d u ctio n   m o to r s .   T h en ,   th ese  e f f icien cies  ar co m p ar ed   w i th   t h ef f icien c ies  o f   n e in d u ctio n   m o to r s   o f   d if f er en h p .   Af ter   t h at,   it  w o u ld   a n al y z d if f er e n ca s e s   w h et h er   it  i s   b etter   to   r ep lace   th e   r e w o u n d   in d u ctio n   m o to r s   w it h   th n e w   o n e s   o r   n o t in   t h p r o ce ed in g   p ar ag r ap h s .       2.   B ACK G RO UND   T h e   in d u ctio n   m o to r   is   w it h o ut   d o u b t   t h e   m o s t   u s ed   elec tr ical   m o to r   an d   a   g r ea t   en e r g y   co n s u m er   i n   in d u s tr ie s A n   an al y s is   h a v b ee n   d o n b y   d eter m i n t h ef f icie n c y   a n d   lif c y cle  co s t   co m p ar is o n .   I n d u ctio n   m o to r   ef f icien c y   i m p r o v e m e n i s   o n o f   th m o s i m p o r tan e n er g y   s av i n g   o p tio n s .   R e w i n d in g   m o to r   co n s u m m o r en er g y   t h a n   n e w   m o to r   [ 1 ] .   T h   en er g y   s a v i n g   i n   in d u ctr ies  ca n   b d o n e   b y   d eter m i n th e f f icien c y   o f   r e w o u n d   m o to r   an d   co m p ar it  w i th   t h r ated   ef f icie n c y   o f   th at  m o to r   [ 2 ] .   E n er g y   Au d iti n g   b ased   o n   lif e   cy c le  co s t c o m p ar is o n   o f   I n d u ctio n   Mo to r   h a v b ee n   an al y ze d   [ 3 ] .   W h en   m o to r   f ails ,   th b asic  d ec is io n   o f   w h et h er   to   r e w i n d   o r   r ep lace   w ill  d ep en d   o n   th e   av ailab ilit y   o f   n e w   m o to r   an d   r e w i n d ,   th eir   r elativ co s ts ,   o p er atin g   co s t s ,   an d   av ail ab ilit y   o f   ex p e n s e   v er s u s   ca p ital  f u n d s   [ 4 ] .   A   s i m p li ed   eq u atio n   an d   fig u r a r p r esen ted   to   p er m it  q u ic k   ev alu a tio n   o f   m o to r   p u r ch ase  al ter n ati v es  f o r   th l o w est  li f e - c y cle  co s b ased   o n   ef ficie n c y   a n d   r ated - lo ad   s p ee d   d if f er en ce s   [ 5 ] .   An   ec o n o m ical  m et h o d   h av e   b ee n   p r o p o s ed   to   tak d eisi o n   f o r   r ep lacin g   t h i n e f f ic ien t   m o to r s   to   ef f icie n t   o n es  [ 6 ] .   T h m et h o d   f o c u s s es  o n   t h f ield   ef f icie n c y   o f   m o to r s   w it h o u n ee d s   f o r   r em o v i n g   m o to r s   a n d   m ea s u r in g   o u tp u t   p o w er .   A   d etail  s t u d y   il lu s tr ated   in   [ 7 w h ic h   d eter m in e s   t h lo s s es   an d   e f f ic ien c y   o f   m o to r s .   T h m o ti v o f   th eir   wo r k   w as  to   ass is i n   in ter p r etat io n   o f   m ea s u r ed   ef f icie n c y   d a ta  an d   in   g u id lii n g   m iti g atio n   m ea s u r es  to   b tak en   to   i m p r o v ac c u r ac y   co s t - e f f ec tiv e l y .   An   a n l y s i s   o n   li f c y cle  co s o f   m o to r s   h av d o n i n   [ 8 - 1 0 ] .   T h co m p ar is o n   b et w ee n   n e an d   r ew o u n d   in d u ctio n   m o to r   o n   th b asis   o f   v ar io u s   p ar am eter s   o f   in d u ctio n   m o to r   w it h   d i f f er e n r atin g   an d   lo s s e s   ar ca lcu lat ed .   T h en   th li f c y cle  co s o f   n e w   an d   r e w o u n d   in d u ctio n   m o to r   o n   t h b asi s   o f   e f f icie n c y   is   al s o   ca lc u lated .   Af ter   a n al y z in g   t h r e w o u n d   m o to r s ,   r ec o m m e n d atio n   i s   m ad to   s a v elec tr ical  en er g y .   T h p a y b ac k   p er io d   o f   n e w   a n d   r e w o u n d   in d u ctio n   m o to r s   h as  also   b ee n   ca lcu l ated   [ 1 2 - 1 4 ] .   A   n o v el  tec h n iq u f o r   esti m ati n g   r ef u r b is h ed   in d u c tio n   m o to r s   f u ll - lo ad   an d   p ar tial - lo ad   e f cie n cie s   f r o m   o n l y n o - lo ad   te s ts   h a v b ee n   d is c u s s ed   [ 1 5 ] . T h e   tech n iq u ca n   b ap p lied   i n   an y   elec tr ic  m o to r   w o r k s h o p   w h ic h   eli m i n ate s   th n ee d   f o r   th d y n a m o m eter   p r o ce d u r e.   I also   eli m in a tes  th e   n ee d   f o r   th lo ck ed - r o to r   test .   A n   esti m atio n   o f   th e f f ic ien c y   o f   th m ac h i n es  a f ter   th r ef u r b is h m e n p r o ce s s   h av b ee n   d o n [ 1 6 ]   in   t h w o r k s h o p s ,   w h ic h   i n   f ac ca n   af f ec n u m er o u s   m ac h i n e s   i n   t h i n d u s tr y . T h eir   m et h o d   p r o p o s ed   f o r   th e   p u r p o s w h ic h   r eq u ir es o n l y   t h n o - lo ad   test .   I is   e v id en t   t h at  i n co r p o r atio n   o f   ef f ic ien c y   i m p r o v e m en tech n iq u es   o f te n   y ield   s i m ilar   r esu lt s   i n   ca s o f   n e w   a n d   r ef u r b is h ed   m o to r s .   He n ce f o r t h ,   it   ca n n o b u s ed   a s   m ea s u r e   to   an a l y ze   w h et h er   r ep laci n g   b u r n m o to r   w it h   n e w   m o to r   w o u ld   b ef f icie n o r   s i m p ly   r ep lacin g   w it h   r ef u r b is h ed   o n e.     T h u s ,   th ec o n o m ics a s   m ea s u r i s   co n s id er ed   w h ich   p la y   v ital r o le   in   esti m ati n g   th l if c y cle  co s t o f   t h m o to r   an d   p r esen ts   m ea s u r ea b le  an d   co m p ar ab le  v alu e.         3.   E NE RG E CO NO M I CS   I n   cu r r en en er g y   m an a g e m en s ce n ar io ,   en er g y   ec o n o m ics  d ea ls   w it h   s tr ate g izi n g   o f   ad j u s ti n g   an d   o p tim izin g   e n er g y ,   w h ic h   i n te r n s   r ed u ce   en er g y   r eq u ir e m e n ts   f o r   g i v e n   o p er atio n .   T h f u n d a m e n tal  g o al  o f   en er g y   ec o n o m ics ar [ 1 0 ]     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       E co n o mic  E fficien cy   Mea s u r o f I n d u ctio n   Mo to r s   fo r   I n d u s tr ia l A p p lica tio n s   ( K ee r ti R a i )   1663   a.   T o   r ed u ce   en er g y   d ep en d en c y   th u s   m in i m izin g   t h en v ir o n m en tal  e f f ec t s .     b.   T o   m in i m ize  en er g y   co s ts   waste  w h ile  e n h an ci n g   p r o d u cti o n   &   q u alit y   th u s   m a x i m izi n g   th p r o f it s   o f   co r p o r ate  s ec to r   T h o b j ec tiv o f   E n er g y   e co n o m ic  e f f icie n c y   is   to   a ch iev e   an d   m ai n tai n   o p ti m u m   en er g y   p r o cu r e m e n a n d   u tili za t io n ,   t h r o u g h o u th o r g a n izatio n   w h ile  m ain tain in g   en h a n cin g   p r o d u ctio n   &   q u a lit y   o f   th p r o d u cts.  I n   g e n er al  w it h   r ef er e n ce   to   in d u ct io n   m o to r ,   th ec o n o m ic  e f f icie n c y   o f   a   m o to r   d ep en d s   o n   th r ee   m aj o r   co m p o n en t s   i.e .   m o to r   ef f icie n c y ,   mo to r   co s ( f i x ed   an d   o p er atin g ) ,   o p er atin g   h o u r s   a n d   lo ad in g   f ac to r s .   Mo to r   E fficien cy :   T h m o to r   ef f icien c y   [ 1 7 ] [ 1 8 ]   is   d ef i n e d   as  t h r atio   o f   t h o u tp u p o w er   to   th e   in p u t   p o w er   a n d   is   o f   p ar am o u n i m p o r tan ce   n o w ad a y s   d u to   i n cr ea s i n g   elec tr ica en er g y   d e m a n d ,   in cr ea s i n g   ec o n o m ic  t u r m o il  in   f o s s il  f u e p r ices,  an d   o th e r   s o cio - ec o n o m ic  f ac to r s .   E n er g y   lo s s es  ar th e   d eter m in i n g   f ac to r   i n   m o to r   ef f icie n c y .   T h lo s s e s   i n   t h i n d u ctio n   m o to r   ar t y p i ca ll y   d i v id ed   in to   a)   co p p er   lo s s   ( s tato r   &   r o to r ) ,   b )   ir o n   lo s s ,   c)   f r ictio n   an d   w i n d ag l o s s ,   d )   s tr ay   lo s s es  a n d   e)   ad d itio n al  lo s s e s .   T h co m b i n ed   co p p er ,   ir o n   an d   s tr a y   lo s s   co n tr ib u te  to   9 0 % o f   to tal  m o to r   lo s s es.                                                                                                                                       w h er e,       is   th m o to r   ef f icie n c y ,          is   p o w er   in p u t,         is   p o w er   o u tp u t,        is   co r lo s s es,         is   r o to r   co p p er   lo s s es,           i s   s tato r   co p p er   lo s s es,       is   th e   ad d itio n al  lo s s es  o f   t h i n d u cto r   m o t o r   in   g e n er a l   d is cu s s io n .   T h e f f icie n cies  o f   Ne w   a n d   R e w o u n d   I n d u ctio n   Mo to r s   at  f u ll   lo ad   ar tab u lat ed   in   T ab le  1   af ter   d eter m in i n g   t h ab o v e   lo s s es.   T h r esu lts   ca n   also   b e   s ee n   in   Fig u r e   1   w h ic h   s h o w s   th at   f o r   lo w er   r ati n g   o f   in d u ctio n   m o to r   ( 1 5   h p   an d   2 0   h p )   th er is   n o s o   m u ch   d if f er en ce ,   b u at   h ig h er   r atin g   o f   m o to r   th v ar iatio n   o f   ef f icie n cies i n cr ea s e s .       T ab le  1 .   E f f icien c y   o f   Ne w   a n d   R e w o u n d   I n d u ctio n   Mo to r s   at  Fu ll  L o ad   HP   Ef f i c i e n c y   o f   N e w   M o t o r   Ef f i c i e n c y   o f   R e w o u n d   M o t o r   15   9 3 . 7 1   9 1 . 0 9   20   9 4 . 4 7   8 5 . 4 7   50   9 6 . 0 1   8 4 . 1 1   1 0 0   9 6 . 7 5   8 9 . 8 9           Fig u r e   1 .   E f f icie n c y   v s   R ati n g   o f   Ne w   a n d   R e w o u n d   I m s       T h o p er atin g   ef f icie n c y   o f   an y   m o to r   is   d eter m in ed   b y   its   o r ig i n al  d esi g n ,   th e   q u al it y   o f   th e   co n s tr u ct io n   o r   r e w i n d ,   h o w   h ea v il y   it   is   lo ad ed   an d   t h q u a lit y   o f   t h p o w er   s u p p l y .   I f   o n w er to   r elate   to   th m a n a g ea b ilit y   o f   th co s o r   p o ten tial  co s s av i n g s ,   th e n   th f ea s ib ilit y   f u n c tio n   co n s tit u tes  s tr ate g ic  ar ea   f o r   co s r ed u c tio n .   T h e x ac i m p ac t   o f   m o to r   e f f ici e n c y   w ill   v ar y   w it h   t h f l u x   d en s it y   o f   t h e   o r ig in al/r e w i n d i n g   w i n d in g   a n d   th m o to r   lo ad .   Vo ltag u n b alan ce   ca n   h av d r a m ati i m p ac o n   m o to r   ef f icien c y .   T h r e w o u n d   ( o r )   r ef u r b is h ed   i n d u ct io n   m o to r s   w o u ld   n o p er f o r m   b etter   w i th   r e f er en ce   to   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   4 A u g u s 2 0 1 7     1 6 6 1     1 6 7 0   1664   n e w   m o t o r s   b ec au s t h w i n d in g s   o f   r e f u r b is h ed   ca u s e s   ad d itio n al  lo s s e s   b ec au s th e y   p r o d u ce   u n b ala n ce d   f l u x   a s   p r esen ted   in   T ab le   1   an d   co r r esp o n d in g   e f f icie n c y   i s   p r esen ted   in   Fi g u r 1 .         4.   P RO P O SE O B J E CT I VE   F UNCTI O N   F ixed   a n d   o p era tin g   co s t:   T h e   f ix ed   co s is   th b ar co s t   o f   t h in d u ct io n   m o to r   ( n e w /r ef u r b is h ed )   in   d is cu s s io n   an d   th e   o p er atin g   c o s t is   d ef i n ed   as   t h co s t   at  w h ich   t h e   m o to r   i s   o p er ated ,   it   is   cr itical  to   m ea s u r e   as  it  g i v e s   d etail  in f o r m a tio n   ab o u th m o to r   o p er atio n .   T h o p er atin g   co s is   v ita b ec au s th e y   ac co u n f o r   9 0   p er ce n t o f   th p o w er   u s ed   b y   i n d u ct io n   m o to r .   I n   ad d itio n ,   t h co s t s   o f   e n er g y   ef f icie n m o to r s   ar in   g e n er al  h i g h er   t h an   th o s o f   r eg u lar   co m m o n   u s ed   m o to r s   d u to   s ev er al  m o d if icatio n s   i n   it s   co n s tr u ct io n   w h ic h   r es u lts   in   i m p r o v ed   p er f o r m a n ce .   T h to tal  f ea s ib le  co s o f   in d u ctio n   m o t o r   is   d ef i n ed   as  t h s u m m atio n   o f   th e   f i x ed   a n d   o p er atin g   c o s th at   w ill  o f te n   b e   p aid   b ac k   r ap id ly   in   s a v i n g   o p er atin g   co s t s ,   p ar ticu la r l y   in   n e w   ap p licatio n s   o r   en d - of - li f m o to r   r ep lace m e n t s   [ 1 0 ] .   T o   ca lcu late  to tal  f ea s ib le  co s t,  th p r ice  o f   n e w /r e f u r b is h ed   in d u ctio n   m o to r   is   n ee d ed ,   its   to tal  o p er atio n al  h o u r s ,   th c u r r en t p o w er   tar if f ,   m o to r   ef f icie n c y   a n d   th lo ad   f ac to r   ar e   g i v en   as ;                                                                                               ( 1)     w h er e,       i s   t h m o to r   ef f icie n c y ,   lo ad   f ac to r      ,   H‘   is   to tal   n u m b er   o f   o p er atin g   h o u r s ,   TC   is   p o w er   tar if f .   T h en er g y   ec o n o m ic s   ten d s   to   p r o v id th in f o r m atio n   ab o u ef f icien c y   s ce n ar io s   w h er ex is t in g   m o to r s   h av n o r ea ch ed   th en d   o f   th eir   u s e f u lif e.   T h f av o r ab le  ec o n o m ic s   o f   en er g y - ef f icien m o to r s   ar b ased   o n   s a v in g s   i n   o p er atin g   co s ts   o f   t h i n d u ctio n   m o to r .   Un f o r tu n atel y ,   t h er m a y   b ce r tain   ca s e s   w h ic h   ar g en er all y   ec o n o m ical l y   il l - s u ited   to   e n er g y   e f f icie n m o to r s .   T h ese  in cl u d h i g h l y   i n ter m itte n d u t y   o r   s p ec ial  to r q u ap p licatio n s   s u ch   as,  tr ac tio n   d r iv e s ,   h o i s t s   an d   cr a n es,  p u n c h   p r ess e s ,   m ac h i n to o ls ,   a n d   ce n tr if u g es.  F u r th er ,   t h o v er a ll c o s t a s s o ciate d   w it h   in d u cti o n   m o to r   o f   p lan t is p r ese n t e d   as b elo w ,                                                                                          ( 2 )     wh er e,   L C C   =li f c y cle  co s t o f   th i n d u c tio n   m o to r          ‖  in itial c o s t,  p u r c h ase  co s t   ( m o to r ,   s y s te m ,   au x iliar y   s er v ices)              in s talla tio n   an d   co m m i s s i o n in g   co s t ( in cl u d i n g   tr ai n i n g )          ‖  o p er atin g /en er g y   co s t s   ( co s f o r   s y s te m   o p er atio n ,   in clu d i n g   d r iv e,   co n tr o ls ,   an d   an y   au x iliar y   s er v ices)          ‖  o p er atio n   lab o r   co s ts   an d   m ai n ten a n ce   a n d   r ep air   co s ts   ( lab o r   co s t   o f   n o r m al  s y s te m   s u p er v is io n )        ‖=   d o w n   ti m co s ts   ( lo s s   o f   p r o d u ctio n )           ‖  en v ir o n m e n tal  co s t s   ( co n ta m i n atio n   f r o m   p u m p ed   liq u i d   an d   au x iliar y   eq u ip m en t)              ‖  d ec o m m i s s io n in g /d i s p o s al  co s ts   ( i n clu d i n g   r esto r atio n   o f   th e   lo ca en v ir o n m e n a n d   d is p o s al  o f   au x i liar y   s er v ices) .       S o m p ar a m eter s   ar in tr o d u c ed   th at  w o u ld   b co n s id er ed   in     d ev elo p in g   t h o b j ec tiv f u n ctio n   f o r   n e w /r e w o u n d   in d u ctio n   m o to r .   T h is   f u n ct io n   w ill  o f f er   r e w o u n d   an d   n e w   m o to r s   E co n o m ic  E f f icie n c y   Me asu r e   (E E M)   t h at  h elp s   a n   in d u s tr ial  e x p er t to   d ec id w h eth er   to   b u y   a   n e w   m o to r   o r   r ef u r b is h   th e   o ld   o n e,   it  w o u ld   w i s to   co n s id er   th co s d if f er e n ce   b et w ee n   th as   w ell  as  t h r elev an o p er atio n al  en er g y   co s t s .   I n   ad d itio n ,   an al y ze   v ar io u s   s ce n ar io s   w h eth er   it   i s   b etter   to   r ep lace   th in d u c tio n   m o to r   b y   r e w o u n d   in d u ctio n   m o to r s   o r   b u y   n e w   o n e s   o r   n o t.       4 . 1 .   I nitia l/Fi x ed  Co s t   Ca lcula t io n   I n   g en er al,   th e   f ix ed   co s i s   t h p r ice  o f   i n d u ct io n   m o to r   ( n e w /r ef u r b is h ed )   b u t   t h p r ic o f   th e   n e w   m o to r   r ed u ce s   w it h   ti m ( i. e.   d ep r ec iatio n   f ac to r )   an d   in   t h ca s o f   r ef u r b is h ed   m o to r   th e f f ec o f   d ep r ec iatio n   f ac to r   is   n e g li g ib le  ( i.e .   ze r o ) ,   h en ce   f o r th   t h p r o p o s ed   f ix ed   co s t is p r esen ted   as  f o llo w s ;     Fo r   Ne w   Mo to r                                                                                                ( 3 )     Fo r   R e w o u n d   Mo to r                                                                                       ( 4 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       E co n o mic  E fficien cy   Mea s u r o f I n d u ctio n   Mo to r s   fo r   I n d u s tr ia l A p p lica tio n s   ( K ee r ti R a i )   1665   w h er e,              is   t h p u r c h ase  co s o f   n e w   m o to r ,                     is   t h p u r ch a s o f   r ef u r b is h ed   m o to r ,      i s   th d ep r ec iatio n   co s o f   th i n d u ctio n   m o to r .   T h co s o f   d if f er en r ati n g   o f   i n d u ct io n   m o to r   ( n e w /r e w o u n d )   w it h   d ep r ec iatio n   f ac to r   o f   n e w   m o to r   f o r   d if f er e n t h o u r s   ar g iv e n   i n   T ab le  2 .         T h o p e r atin g   co s o f   a n y   m o to r   is   d eter m i n ed   b y   it s   lo ca tio n   o f   o p er atio n ,   o p er atin g   h o u r s ,   t h e   m o to r   ef f icie n c y ,   h o w   h ea v il y   it   is   lo ad ed   an d   th q u alit y   o f   t h p o w er   s u p p l y .   I n   g e n er al,   th lo ca tio n   o f   o p er atio n   an d   th q u alit y   o f   th p o w er   s u p p l y   h as  s ig n i f i ca n i m p ac o n   t h f ail u r r ate  o f   th in d u c tio n   m o to r .     Si n ce   th e   r ef u r b is h ed   m o to r   an d   th e   n e w   m o to r   w o u ld   b e m p lo y ed   in   s a m e   o p er atin g   co n d it io n s   a n d   lo ca tio n s ,   w ca n   i g n o r th f a ilu r r ate  o f   th m o to r   as it  w o u ld   b th s a m e.       T a b le   2 .   C o s ts   f o r   d if f er en r a ti n g s   o f   I n d u c ti o n   M o t o r   R a t i n g   ( h p )   D e p r e c i a t i o n   F a c t o r   ( % )   N e w   M o t o r   P r i c e   i n   R s .   R e w o u n d   M o t o r   i n   R s .   4 h r s     8 h r s   1 6 h r s   2 4 h r s   15   18   30   50   100   66095   44284   20   18   30   50   100   77445   52090   50   18   30   50   100   205360   110895   100   18   30   50   100   461080   230596       4 . 2 .   I ns t a lla t io n Co s t   E s t i m a t io n   I n   g e n er al,   th i n s tallatio n   an d   co m m i s s io n in g   co s o f   in d u ctio n   m o to r   ( n e w /r e f u r b is h ed )   is   co s o f   er ec tin g   m ac h in er y   an d   t h s y s te m ic  i n ter co n n ec tio n   f o r   f u n ct io n alit y   o f   t h m o to r   to   s tar th o p er atio n s   w it h   t h en tire   m ac h i n er y   r u n n in g   an d   all  h a n d s   o n   th e ir   r esp ec tiv j o b s .     I is   e v id en th at   th in s ta llatio n   a n d   co m m i s s io n i n g   co s t o f   n e w   m o to r   ( in clu d es tr ain i n g )   w ill b m o r th an   i ts   co s f o r   r ef u r b is h ed   m o to r .         4 . 3 .   O pera t ing   Co s t   E s t i m a t io n   I n   g en er al,   t h o p er atin g   co s t   o f   in d u ctio n   m o to r   ( n e w /r ef u r b is h ed )   is   p o w er   u s ed   f o r   th r eq u ir ed   w o r k   d o n b u t h o p er atin g   c o s t   o f   th e   n e w   m o to r   is   lo w   s i n ce   t h e f f icie n c y   o f   th e   m o to r   is   h i g h   an d   in   th e   ca s o f   r e w o u n d   m o to r   t h o p er atin g   co s is   g e n er all y   h i g h   as   t h e f f ic ien c y   o f   t h m o t o r   w o u ld   b lo w   as  p r esen ted   in   t h T ab le  1 ,   h en c f o r th   th o p er atin g   co s Fc   is   p r esen ted   as  f o llo w s :                                                        ( 5 )     w h er e,       i s   t h m o to r   ef f icie n c y ,   lo ad   f ac to r      ,   H‘   is   to tal   n u m b er   o f   o p er atin g   h o u r s ,   TC   is   p o w er   tar if f .   I is   ev id en t,  th a th m o to r   ef f icie n c y   v ar y   w it h   lo ad .   T h m ax i m u m   ef f icie n c y   o cc u r s   wh er n o - lo ad   lo s s es   eq u al  lo ad   lo s s es.  T h v o ltag e   at  th m o to r   ter m i n als  also   h as  an   ef f ec o n   ef f icie n c y .   T h ex ac i m p ac w i ll   v ar y   w it h   t h f l u x   d en s it y   o f   th o r ig in a d esig n   an d   t h m o to r   lo ad .   T h is   u n b ala n ce   b et w ee n   th m o to r   ef f icien c y   a n d   lo ad   f ac to r   ca n   h a v d r am a tic  i m p ac o n   m o to r   o p er atin g   co s t.  Hen ce   f o r th   th p r o p o s ed   o p er atin g   co s t f u n ctio n   Fc   is   p r ese n ted   as f o llo w s                                                                                                      ( 6 )     or                                                                                                          ( 7 )     W h er e,                   an d                        ar th to tal  o p er atin g   co s ts   o f   th n e w   an d   r e w o u n d   m o to r   r esp ec tiv el y ,   TC   i s   p o w er   tar if f   ( r u p ee s   p er   k W h ) ,       to tal  n u m b er   o f   th o p er atin g   h o u r s   w h e n   th lo ad in g   f ac to r   is          an d   th e f f icie n c y   o f   th m o to r   is       .     4 . 4 .   L a bo a nd   M a inte na nce  co s t   I n   g e n er al,   t h lab o r   an d   m ai n ten an ce   co s o f   in d u ctio n   m o t o r   ( n e w /r e f u r b is h ed )   is   co s o f   e m p lo y ed   s k il led   p er s o n n el  f o r   th o p er atio n   o f   t h m ac h i n er y   a n d   th s y s te m ic  m ai n te n an ce   f o r   s m o o t h   f u n ctio n alit y   o f   th e   m o to r   d u r i n g   its   o p er at io n s .   I i s   ev id en t h at  th lab o r   co s o f   n e w   m o to r   ( in c lu d es  tr ain i n g )   w ill   b m o r t h a n   its   co s t s   f o r   r ef u r b is h ed   m o to r .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   4 A u g u s 2 0 1 7     1 6 6 1     1 6 7 0   1666   Un f o r tu n atel y ,   t h m ai n te n an ce   co s ass o ciate d   w it h   n e w   m o to r   ( in clu d e s   r eg u lar   ch ec k s )   w ill  b e   less   t h a n   its   co s ts   f o r   r ef u r b is h ed   m o to r .   Hen ce f o r th ,   th a u th o r s   co n s id er   t h e f f ec o f   lab o r   an d   m ai n ten a n ce   co s t to   h a v m in i m al  to   ze r o   ef f ec t o n   ch o o s i n g   th in d u ctio n   m o to r   i.e .   n e w   o r   r ef u r b is h ed .     4 . 5 .   Do w n T i m C o s t     I n   g en e r al ,   th d o w n   ti m co s is   th lo s s   in   th p r o d u ct io n   d u t o   n o n - o p e r at io n al  c o n d i tio n   o f   th in d u cti o n   m o to r   d u r in g   th f u n cti o n al  h o u r s   o f   th p l an t.  I t is  ev id en t th at  th d o w n ti m e   co s t o f   n e w   m o to r   w ill  b less   th an   th at  o f   r ef u r b i s h ed   m o to r .   Fu r th er ,   th d o w n ti m co s is   d ir ec t ly   p r o p o r ti o n al  to   h o u r s   o f   o p e r at io n .   Hen c e,   8 - 1 5 lo s s   is   co n s i d er ed   [ 1 1 ]   as  th d if f er en ce   in   p r o f it  b as e d   o n   th n u m b er   o f   o p er ati o n a l   h o u r s .     4 . 6 .   E nv iro n m e nta l C o s t   I n   th i s   p ap er ,   th e   en v ir o n m e n co s o f   i n d u ctio n   m o to r   ( n e w /r ef u r b is h ed )   is   co n s id er e d   w h ich   i s   s a m f o r   n e w   an d   r ef u r b is h ed   in d u ctio n   m o to r .       4 . 7 .   Dec o mm is s io nin g /D is po s a C o s t     T h e   d ec o m m is s io n in g   an d   d is p o s al  c o s o f   in d u cti o n   m o to r   ( n ew /r ef u r b is h ed )   is   alm o s s a m f o r   n ew   an d   r ef u r b is h e d   in d u ct io n   m o to r   w h ich   co n s is ts   o f   r em o v al  o f   th in d u ct io n   m o to r   an d   t r an s p o r t ati o n   c o s ts .       4 . 8 .   P ro po s ed  E E M     I i s   co m m o n   u n d er s tan d in g   t h at  s im p ly   r ep l ac in g   f au l te d   m o to r   w ith   n e w   m o to r   r a th er   th an   a   r ef u r b is h e d   ( o r   r ew o u n d   m o to r )   co u l d   g u a r an t ee   l o w er   ele ctr ici ty   b ills .   B u th e   o th er   f a cto r s   as  il lu s tr at ed   ab o v h av p o ten t ial   im p ac t   in   r e d u c in g   th s av in g s   s ig n if i ca n tly .   T h p o ten ti al  s av in g s   h a ve   b e en   p r esen te d   as  E c o n o m ic  E f f icien cy   Me as u r e   ( E E M ) .                                                          ( 8 )     C alcu la ti o n   f o r                an d               is   ca r r ie d   o u o n   th b asis   o f   ex p r ess io n   as  b el o w ;                                                  (             )                         ( 9 )           ‖  is   d o w n   tim r ati o   f o r   esti m atin g   th f ea s i b ili ty   o f   th r ef u r b is h ed   in d u cti o n   m o to r   u n d e r   d if f er en t   co n d iti o n s .   Fu r th e r ,   E E o f f er s   s im p lif ie d   ex p r ess io n   t o   d ete r m in i   th f ea s ib il ity   o f   n e w /r ef u r b is h ed   m o to r .   I f   ( i)   E E M   is   g r e ate r   th an   ze r o ,   th e   r ew o u n d   m o to r   is   b est f o r   co n s i d e r a ti o n ,   ( i i)   E E M   is   less   th an   z er o ,   th e   o n ly   o p ti o n   is   t o   p r ef e r   a   n ew   o n e.         5.   RE SUL T S AN D   AN AL YSI S   I n   th is   s ec t io n ,   th r esu lts   o f   th p r o p o s e d   o b j e ctiv f u n ctio n   ar p r esen t e d   c o n s i d e r in g   v ar i o u s   p a r am ete r s   an d   o p er atin g   co n d iti o n s   to   r es o lv th ca s o f   r e p lacin g   th f au lty   m o to r   w ith   r ew o u n d /r ef u r b is h e d   m o to r   ( o r )   n ew   m o to r .   T h a n aly s is   h as   b ee n   ca r r ie d   o u i n   s te p s ,   w h er e   ea ch   s t ep   an a l y zin g   p a r t icu la r   p a r am ete r   in   co n s i d e r at io n   in   d et ail  w h ile  th o th er   p a r am eter s   r em ain   in v ar ian t.    Fu r th e r ,   d u r in g   th en tir e   s im u latio n s   an a ly s is   s o m o f   th c o s t   est im atio n s   ar n o c o n s id e r e d   as  th eir   c o n t r i b u ti o n   in   th e   s el ec t io n   o f   ec o n o m ic  f ea s ib le   m o to r   is   l im ite d   o r   alm o s t n eg l ig ib le .   Her e,   t h o p er atin g   h o u r s   o f   t h m o to r   an d   th co s t s   ar p r esen ted   in   T ab le  3   an d   4   f o r   2 0   h p   an d   1 0 0   h p   n e w   an d   r e w o u n d   in d u ctio n   m o to r s .           T ab le  3 .   T h o p e r atin g   h o u r s   o f   t h m ac h in as t h v ar iab le  an d   th co s f u n ctio n s   ( 2 0   h p )   Hrs                                         N e w   R e w o u n d   N e w   R e w o u n d   4   4 8 4 4 3   1 2 7 2 8 3   9 1 3 8 5   5 2 0 9 0   6   7 2 6 6 4   1 9 0 9 2 4   9 6 0 3 2   5 2 0 9 0   8   9 6 8 8 6   2 5 4 5 6 6   1 0 0 6 7 9   5 2 0 9 0   12   1 4 5 3 2 8   3 8 1 8 4 8   1 0 8 4 2 3   5 2 0 9 0   16   1 9 3 7 7 1   5 0 9 1 3 1   1 1 6 1 6 8   5 2 0 9 0   24   2 9 0 6 5 7   7 6 3 6 9 7   1 5 4 8 9 0   5 2 0 9 0       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       E co n o mic  E fficien cy   Mea s u r o f I n d u ctio n   Mo to r s   fo r   I n d u s tr ia l A p p lica tio n s   ( K ee r ti R a i )   1667   T ab le  4 .   T h o p e r atin g   h o u r s   o f   th m ac h in as t h v ar iab le  an d   th co s f u n ctio n s   ( 1 0 0   h p )   Hrs                                                 N e w   R e w o u n d   N e w   R e w o u n d   4   2 8 2 0 7   8 8 5 6 4   5 4 4 0 7 4   2 3 0 5 9 6   6   4 2 3 1 1   1 3 2 8 4 5   5 7 1 7 3 9   2 3 0 5 9 6   8   5 6 4 1 4   1 7 7 1 2 7   5 9 9 4 0 4   2 3 0 5 9 6   12   8 4 6 2 2   2 6 5 6 9 1   6 4 5 5 1 2   2 3 0 5 9 6   16   1 1 2 8 2 9   3 5 4 2 5 4   6 9 1 6 2 0   2 3 0 5 9 6   24   1 6 9 2 4 3   5 3 1 3 8 2   9 2 2 1 6 0   2 3 0 5 9 6       Fro m   t h e   r esu lts   s h o w n   i n   F i g u r e   2 ( a)   an d   Fi g u r e   3 ( a)   it  is   co n cl u d ed   th at  n e w   m o t o r   al w a y s   o p er ate  at  lo w er   co s t   i f   p r o p er l y   d esi g n ed ,   o p er ated   an d   m ain tai n ed .   R e w o u n d   m o to r s   h av le s s   e f f icie n c y ,   lo w   p o w er   f ac to r   an d   o p er ati n g   co s t s   ar e   h i g h .   He n ce f o r t h ,   it  is   ev id e n t h at  th b y   a p p ly i n g   o p ti m izi n g   alg o r ith m s   an d   p r o p er l y   r e w o u n d   w it h   h ig h   q u alit y   m ater ial s   co u ld   h a v s i g n i f ica n i m p ac t o n   t h o p er atio n   co s ts   o f   t h r e w o u n d   m o to r s   r ath er   th a n   n e w   m o to r .   T h d if f er en ce   b et w ee n   co s t   o f   n e w   a n d   r e w o u n d   m o to r   is   v er y   n ar r o w   in   ca s o f   lo w   h p   i n d u ctio n   m o to r s   as  c o m p ar ed   to   t h elec tr icit y   c o n s u m p tio n   o f   lo w   ef f icien c y   r e w o u n d   m o to r s .   S o ,   h ig h l y   e f f icien m o to r s   s h o u ld   b in s tall.  U n f o r tu n a tel y ,   in   ca s o f   h ig h   h p   in d u ctio n   m o to r s   p r ices  d i f f e r en ce s   b et w ee n   t h n e w   an d   r e w o u n d   m o to r   is   v er y   lar g as  co m p ar ed   to   th e   elec tr icit y   co n s u m p tio n   o f   l o w   e f f ic ien c y   r e w o u n d   m o t o r s   w h ile  o p er atin g   f o r   lo w o r k i n g   h o u r s   i n   o p er atio n .               ( a)     ( b )     F ig u re .   2 .   (a )   Op e ra ti n g   c o st    o f   Ne w   a n d   Re w o u n d   In d u c ti o n   M o t o   v e rsu s Op e ra ti n g   Ho u rs f o 2 0   h p ,   (b P u rc h a sin g   c o st o f   N e w   a n d   Re w o u n d   In d u c t io n   M o t o v e rsu s Op e ra ti n g   Ho u r s f o 2 0   h p             (a )     (b )     F ig u re   3 .   (a O p e ra ti n g   c o st  o f   Ne w   a n d   Re w o u n d   In d u c ti o n   M o to   v e rsu s Op e ra ti n g   Ho u rs f o 1 0 0   h p (b P u rc h a sin g   c o st o f   N e w   a n d   Re w o u n d   In d u c t io n   M o t o v e rsu Op e ra ti n g   Ho u r s f o 1 0 0   h p .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   4 A u g u s 2 0 1 7     1 6 6 1     1 6 7 0   1668   Fro m   t h r es u lts   s h o w n   i n   F ig u r e   2 ( b )   an d   Fig u r e   3 ( b )   it  is   co n clu d ed   th a t h d ep r ec iatio n   v a lu is   a l w a y s   h i g h   f o r   n e w   m o to r s   i n   co m p ar is io n   w i th   r e w o n d   m o to r s .   Fu r th er   b ased   o n   o p er at in g   h o u r   t h v a lu e   o f   d ep r ec iatio n   i n cr ea s e s   w h ic h   r e s u lt s   i s   h i g h er   p u r ch a s p r ice  o f   th e   n e w   m o to r s   o p er atin g   at   h ig h   o p er atin g   h o u r s .   He n ce f o r t h ,   it  is   ev id en th a th b y   ap p l y i n g   o p ti m izi n g   al g o r ith m s   f o r   o p ti m u m   o p er atio n s   a n d   p r o p er ly   r e w o u n d   w it h   h i g h   q u alit y   m a ter ials   co u ld   h av s ig n if ican t i m p ac t o n   co s t o f   t h m o to r .     Fo r   th f u r th er   in - d ep th   an a l y s i s ,   t h e   E E M   o v er   te n u r e   o f   5 y ea r s   a s   t h g en er al   li f eti m o f   t h e   in d u s tr ial  m o to r   f o r   2 0   h p   an d   1 0 0   h p   ar s h o w n   i n   T ab le  5   a n d   6 .         T ab le  5 .   T h o p e r atin g   h o u r s   o f   th I n d u ctio n   Mo to r s   as t h e   v ar iab le  Vs E E ( 2 0   h p )         T a b le 6 .   T h e   o p e ra ti n g   h o u rs o f   t h e   In d u c ti o n   M o t o rs as   th e   v a riab le V s E E M   (1 0 0   h p )         Du r in g   t h an al y s i s   f r o m   T ab le  5 ,   it  is   ev id en th at   t h 2 0 h p   m o to r   o p er ati n g   f o r   4 ,   6 ,   8 ,   1 2 ,   1 6   an d   2 4   h o u r s   o f   o p er atio n   p er   d ay     f o r   5   y ea r s   o f f er s   n e g ati v   E E ( i.e . <0 )   p r o v es th at  n e w   m o to r   is   b etter   s u i ted   in   co m p ar is o n   w ith   r e w o u n d   m o to r   f o r   5   y ea r s   o f   o p er atio n .     Fu r t h er m o r b ased   o n   T a b le  6 ,   th 1 0 0 h p   m o to r   co n tin u o u s l y   o f f er s   p o s iti v EEM  ( i.e . >0 )   f o r   th e   en tire   2 4   h o u r s   in   th f ir s y e ar ,   b u it  is   p o s it iv f o r   4 ,   6   an d   8   h o u r s   o f   o p er atio n   i n   s ec o n d   y ea r .   Fo r   th ir d   y ea r   E E i s   p o s it iv e   f o r   4   a n d   6   h o u r s   a n d   i n   f o u r t h   y ea r   it   is   p o s itiv e   o n l y   f o r   4   h o u r s   o p er atio n .   I n   t h e   f i f t h   y ea r   E E is   n e g ati v f o r   all  o p er atio n   o f   h o u r s .   Hen ce   it   is   i n f er r ed   th at  r e w o u n d   m o to r   is   b etter   c h o ice  i n   r ep lace m e n f o r   1   y ea r   f o r   2 4   h o u r s .   As   th y ea r   in cr ea s e s   E E d ec r e ases   as  s h o w n   in   T ab le  6 .   T h ec o n o m ic  e f f icien c y   m ea s u r ( E E M)   p r o v id es  a   b asic u n d er s ta n d i n g   w h ea t h er   n e w   m o to r   o r   r e w o u n d   is   th e   b est f it  f o r   an   ap p licatio n .     T h e   E E b etw ee n   r ef u r b is h e d   an d   n e w   m o to r   ch ar ac ter is t ics  f o r   2 0 h p   m o to r   b ased   o n   o p er atin g   h o u r   is   p er   d a y   a n d   n u m b er   o f   y ea r s   th m o to r   is   o p er ated   is   p r esen ted   i n   Fi g u r e   4 .   T h s i m u lat io n s   a n la y is   s h o w   th a t   f o r m aj o r   p o r tio n   th cu r v o f f er s   E E ( <0 )   th at  in d icate s   r e w o u n d   m o to r   is   n o s u ited   w h ile   o p er atio n   o f   lo w   h p   m o to r .   W h ile  t h E E b et w ee n   r ef u r b is h ed   an d   n e w   m o to r   c h ar ac ter is tics   f o r   1 0 0 h p   m o to r   b ased   o n   o p er atin g   h o u r   is   p er   d ay   a n d   n u m b er   o f   y ea r s   t h m o to r   is   o p er ated   is   p r esen ted   in     Fig u r e   5 . T h s i m u lat io n s   a n l a y is   s h o w   th at   f o r m aj o r   p o r tio n   t h cu r v o f f er s   E E ( >0 )   th at  i n d icate s   r e w o u n d   m o to r   is   b etter   s u ited   w h ile  o p er atin g   lar g er   h p   m o t o r .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       E co n o mic  E fficien cy   Mea s u r o f I n d u ctio n   Mo to r s   fo r   I n d u s tr ia l A p p lica tio n s   ( K ee r ti R a i )   1669     Fig u r e .   4   E E o f   2 0   h p   f o r   1 - 5   y ea r s   - v e‖   n e w   m o to r   an d   ―+ v e‖   r e w o u n d   m o to r   is   th b e s t r ep lace m en t         Fig u r e   5 .   E E o f   1 0 0   h p   f o r   1 - 5   y ea r s   - v e‖   n e w   m o to r   an d   + v e‖   r e w o u n d   m o to r   is   th b est r ep lace m en t       6.   C O NCLU SI O N   An   E E b ased   a n al y tical  tec h n iq u i s   i n tr o d u ce d   h er to   p er m i q u ic k   e v al u atio n   o f   r e p lacin g   th e   f au lt y   m o to r   w i th   alter n ativ e   ( n e w   o r   r ef u r b is h ed )   f o r   lo w e s t   li f e - c y c le  co s t   b ased   o n   e f f icien c y   a n d   r ated - lo ad   co n d itio n s .   T h tech n iq u e   in cl u d es  m o d i f ied   p ar am e ter s   w it h   r ef er en ce   m o to r   o p er atin g   co n d itio n s ,   o p er atin g   h o u r s ,   o p er atin g   co s t s ,   f a u lt   f ac to r ,   d ep r ec iatio n   f ac to r   an d   f ix ed   co s ts .     T h p r o p o s ed   tech n iq u e   ef f ec tiv e l y   ad d r ess es  t h g lo b al  is s u o f   r ep lac in g   f a u lt y   m o to r   u n d er   li m ited   co n d itio n s   a n d   ap p licatio n s   w h ic h   ar m e n tio n ed   h er i n   t h p r ec ed in g   p ar ag r ap h .       I n   th is   p ap e r ,   E E M   p r o v i d es a   s im p le  b u t   ef f e ctiv e   an d   r el ia b le  m ea n s   t o   ad d r ess   th f ea s i b i lity   ca s e   o f   r e p l ac in g   o r   r ef u r b is h in g   th f a u lty   m o to r .   B ase d   o n   th s i m u latio n   an aly s is ,   it  is   c o n c l u d e d   th at  th 2 0 h p   m o to r   o p e r at i n g   f o r     2 4   h o u r s   o f   o p er ati o n   p e r   d ay     f o r   5   y ea r s   o f f er s   n eg ativ   E E ( i . e . < 0 ) ,   w h ile  th 1 0 0 h p   m o to r   c o n tin u o u s ly   o f f er s   p o s itiv E E ( i . e . > 0 )   f o r   th en t i r 2 4   h o u r s   in   th f ir s y ea r ,   f o r   s ec o n d   y ea r   it  is   p o s itiv f o r   4 ,   6   an d   8   h o u r s   o f   o p e r a ti o n ,   in   th ir d     y ea r   it  is   p o s itiv f o r   4   an d   6   h o u r s   an d   it  is     p o s itiv o n ly   f o r   4   h o u r s   in   f o u r th   y ea r .   I n   th f if th   y ea r   E E M   is   n eg at iv f o r   all   o p er ati o n   o f   h o u r s .     Hen ce   it  is   co n cl u d ed   th at  th 1 0 0   h p   r ew o u n d   in   p lace   o f   n e w   m o to r   o f   s a m r atin g   o f f er s   an   ac ce p tab le  w o r k i n g   co n d itio n s   b ased   o n   E E M.   Fo r   f ir s y ea r   E E is   p o s itiv in   al o p er atin g   h o u r s   o f   o p er atio n .   T h er ef o r it  p r o v es   th at  th r e w o u n d   m o to r   m a y   b e   f ea s ib le  f o r   r ep lace m e n a n d   it  is   b est  s u it ed   w h ile  o p er atin g   as  f o r   1   y ea r .   T h in f o r m atio n   ca n   th e n   b u s ed   to   g u id f u t u r d ec is io n s   r e g ar d in g   t h e   in v e s t m e n t in   h i g h er   e f f icien c y   m o to r s   u s i n g   p a y b ac k   p er io d   o r   p r esen t v al u an al y s is .       ACK NO WL E D G E M E NT S     T h au th o r s   w o u ld   li k th a n k   an d   ex p r ess   t h eir   g r atit u d t o   E lectr ical  E n g g .   Dep t.  an d   C o m p u ter   C en ter   o f   NI T   J am s h ed p u r   f o r ex ten d i n g   v al u ab le  tech n ical   s u p p o r t r eq u ir to   ca r r y   o u t th is   in v est ig at io n.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   4 A u g u s 2 0 1 7     1 6 6 1     1 6 7 0   1670   RE F E R E NC E S     [1 ]   R.   S i n g h ,   S .   K .   Ba t h ,   V.  G o y a l , ,   P e rf o rm a n c e   Ev a l u a t i o n   &   L if e   Cy c le  Co sts  I n   Re w o u n d     I n d u c ti o n   M o t o r Us e d   In   S p i n n i n g   U n it s,‖   IO S R   J o u r n a l   o f   E lec tr ic a l   a n d   E lec t ro n ics   E n g in e e r in g ,   v o l .   3 ,   n o .   3 ,     p p   3 2 - 3 5 ,   2 0 1 3 .   [2 ]   N.  M a l h o tra ,   S .   S e h g a l,   Ef f ici e n c y   o f   R e w o u n d   I n d u c ti o n   M o to rs  i n   a   S u g a M i l l ,   I n t e r n a t i o n a J o u rn a o f   Co mp u ter   Ap p l ic a t i o n s,   v o l.   5 5 ,   n o .   5 5 ,   2 0 1 2 .   [3 ]   G .   S i n g h ,   En e rg y   A u d it i n g   o f   In d u c ti o n   M o t o B a se d   o n   L if e   Cy c le  C o st  C o m p a r is o n ,   D o c t o ra d isse rta t i o n ,   T h a p a Un ive r si ty ,   2 0 1 2 .   [4 ]   D.  C .   M o n tg o m e ry ,   T h e   M o t o Re w in d   I ss u e - A   Ne w   L o o k ,   I EE T r a n o n   I n d u s try   A p p li c a t i o n s ,   v o l . 2 0 ,     n o .   5 ,   p p   1 3 3 0 - 1 3 3 6 ,   1 9 8 4 .   [5 ]   P a u l .   S .   Ha m e r,   M .   D e b ra ,   S ta n le y   E.   W a ll a c e ,   E n e rg y - Ef f icie n I n d u c t i o n   M o t o rs  P e rf o rm a n c e   C h a ra c t e r ist ics   a n d   L if e - Cy c le C o s t   C o m p a r is o n s   f o r   Ce n tr if u g a L o a d s ,   I EE T r a n s .   o n   I n d u str y   A p p l ic a t i o n s ,   v o l .   3 3 ,   n o .   5 ,   p p .   1 3 1 2 - 1 3 2 0 ,   1 9 9 7 .   [6 ]   T .   P h u m i p h a k ,   C .   C h a t - u th a i ,   A n   Ec o n o m ic a M e t h o d   f o I n d u c ti o n   M o t o F iel d   E ff ic ie n c y   Es t im a ti o n   f o Us e   i n   On - si te  E n e r g y   A u d it   a n d   M a n a g e me n t ,   I n t e r n a ti o n a C o n f e re n c e   o n   P o w e S y ste m   T e c h n o l o g y     P o w e rc o n ,   S i n g a p o re ,   p p   1 2 5 0 - 1 2 5 4 ,   2 0 0 4 .   [7 ]   W e n p i n g   C a o ,   K.  J .   Br a d ley ,   H.  Z h a n g ,   I .   F re n c h ,   O c t o b e r,   Ex p e rime n t a U n c e r t a in ty  i n   Est im a ti o n   o t h e   L o ss e s   a n d   E ff ici e n c y   o f   I n d u c t i o n   M o t o r s,   I n d u s try   A p p l ica ti o n s   C o n f e re n c e ,   I EE E   ,   v o l .   n o . 1 ,   p p .   4 4 1 - 4 4 7 ,   2 0 0 6 .   [8 ]   T .   Hu tc h i n s o n ,   S .   B u rg e ss ,   G .   He rrm a n n ,   C u r re n Hy b r id - E lec tr ic   P o w e T ra i n   A rc h i tec t u re s A p p l y in g   Em p i ri c a l   De sig n   Da ta  t o   L if e   Cy c le   A ss e ss m e n a n d   w h o le - li f e   c o st   A n a ly sis ,   A p p l i e d   E n e r g y ,   1 1 9 ,   p p .     3 1 4 - 3 2 9 ,   2 0 1 4 .   [9 ]   R.   F a r ia ,   P .   M a r q u e s ,   P .   M o u ra ,   F .   F re ire ,   J .   De lg a d o ,   A T   d e   A lm e id a ,   Im p a c o f   t h e   E lec t ri c i ty   m ix   a n d   u se   P r o f il e   in   t h e   L if e - c y c le  A ss e ss m e n o f   El e c tr ic  V e h icl e s,   Re n e w a b le  a n d   S u st a i n a b le  En e r g y   Rev iew s ,   2 4 ,   p p .   2 71 - 2 8 7 ,   2 0 1 3 .   [1 0 ]   P .   A n d ra d a ,   B.   Blan q u e ,   E.   M a rt ín e z ,   J .   A .   P e ra t,   J.  A .   S a n c h e z ,   M .   T o rre n t,   En v iro n m e n tal  a n d   L i f e   c y c le   Co st  A n a l y si o f   o n e   S w it c h e d   Re lu c tan c e   M o to D riv e   a n d   tw o   In v e rter - fe d   In d u c ti o n   M o to D riv e s,‖  IET   e lec tric   p o we r a p p l ica ti o n s,   v o l.   6   n o .   7 ,   3 9 0 - 3 9 8 ,   2 0 1 1 .   [1 1 ]   DSI  Dy n a m a ti c ,   h tt p :// www . d y n a ma ti c . c o m/p d fs/co st - of - e ff icie n c y . pdf     [1 2 ]   J.   S in g h ,   S .   D h e e r,   S tu d y   a n d   a n a ly sis  o f   n e w   a n d   Re w o u n d   In d u c ti o n   M o t o rs  i n   S p i n n in g   Un it ,   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o E n g i n e e rin g   T e c h n o lo g y ,   M a n a g e me n a n d   A p p l ied   S c ien c e s ,   V o l .   No .   2   Iss u e   3 ,   2 0 1 4 .     [1 3 ]   N.  S in g h ,   N.  Bra r,   A .   Dh in g ra ,   A   Ca se   S tu d y   o f   En e rg y   S a v in g   Us in g   En e rg y   Eff icie n M o to rs i n   a   P r o c e ss   P lan t,   In ter n a t io n a J o u rn a o E n g in e e rin g   a n d   A d v a n c e d   T e c h n o l o g y ,   v o l.   4 ,     n o .   5 ,   p p .   9 0 - 9 2 ,   2 0 1 5 .   [1 4 ]   R.   S in g h ,   J.  S i n g h ,   R.   S i n g h ,   P a y   Ba c k   P e rio d   o f   Ne w   M o to rs  &   L o ss e Co m p a riso n   w it h   Re wo u n d   In d u c ti o n   M o to rs  Us e d   I n   Rice   M il l,   IOS J o u rn a o El e c trica a n d   E lec tro n ics   En g in e e rin g ,   v o l.   1 0 ,   n o .   2 ,   p p .   4 7 - 5 1 ,     2 0 1 5 .   [1 5 ]   Al .   Ba d ri,   M .   P il lay ,   P .   A n g e rs ,   ―N o v e A lg o rit h m   f o Esti m a ti n g   Re f u rb ish e d   T h re e - P h a se   In d u c ti o n   M o t o r s     Eff icie n c y   Us in g   On l y   No - L o a d   T e sts,‖   IEE T ra n s.  o n   En e rg y   C o n v e rs io n ,   v o l.   3 0 ,   n o .   2 ,   p p   6 1 5     6 2 5 ,   2 0 1 4 .     [1 6 ]   A .   G .   S irk a ri,   P .   P il lay ,   P .   A n g e r s,  F u ll   L o a d   Ef f i c ien c y   Esti m a ti o n   o f   Re f u rb ish e d   In d u c ti o n   M a c h in e F r o m   No - L o a d   T e stin g ,   IEE T ra n s.   En e r g y     Co n v e rs io n ,   v o l.   2 8   n o . 2 .   p p   3 1 7 - 3 2 6 ,   2 0 1 3 .   [1 7 ]   Ke e rti   Ra i,   S . B. L .   S e k se n a ,   A . N.  T h a k u r,   M y th   a ss o c iate d   with   re w o u n d   I M A n   a n a ly sis,‖   In ter n a t io n a l .   J o u rn a o E n g i n e e rin g .   Res e a rc h   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l. 2 ,   n o .   1 1 ,   2 0 1 3 .     [1 8 ]   Ke e rti   Ra i ,   S . B. L   S e k se n a ,   A . N.   T h a k u r,   On   S o m e   A sp e c ts  o f   En e rg y   Co n se rv a ti o n   i n   In d u str ies ,   J .   In st.  E n g .   In d i a   S e r.  B,   v o l .   9 7 ,   n o .   2 ,   p p   2 3 3 - 2 3 7 ,   2 0 1 6 .             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.