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 7 0 6 ~ 1 7 1 3   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 7 0 6 - 1713          1706       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   Energ y  Eff icie nt  O pera tion   o Thr ee P ha se In ductio n Mo tor  u sing  Delstar  Co nv erte f o r Ma chin e To o ls       M.   P re m k u m a r 1 ,   R.   So w m y a 2   1 De p a rtme n o f   El e c tri c a &   El e c tro n ics   E n g in e e rin g ,   G M In stit u t e   o f   T e c h n o lo g y ,   Ra ja m ,   In d ia   2 De p a rtme n o f   P o w e En g in e e rin g ,   G M R   In stit u te o f   T e c h n o lo g y ,   Ra ja m ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   2 8 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   A p r   2 5 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   Ma y   5 ,   2 0 1 7       DEL S TAR  c o n v e rter  is  a n   e le c tro n ic  sy ste m   to   b e   in terf a c e d   w it h   th e   e x isti n g   S TA   DE L TA  sta rter  f o m a c h in e   to o ls.   In d u c t io n   m o to r   c o n su m e m o re   p o w e w h il e   it   is  o p e ra ted   a DEL TA   m o d e   f o a   lo n g   ti m e   u n d e n o   lo a d   c o n d it io n .   T h e   p ro p o se d   sy ste m   g i v e t h e   so lu ti o n   f o th e   a b o v e   sta ted   p ro b lem .   W h e n   th e   lo a d   o n   t h e   m o to is  les th a n   4 0 %   o f   f u ll   lo a d ,   i sw it c h e th e   m o to to   o p e ra te  in   S TA m o d e   to   sa v e   e n e rg y .   W h e n   th e   lo a d   i n c re a se b e y o n d   4 0 % ,   it   a u to m a ti c a ll y   s w it c h e th e   m o to to   o p e ra te  in   DEL TA  m o d e .   T h e   sta rti n g   re g i m e n   is  n o d istu rb e d .   T h e   p ro p o se d   c o n v e rter  is  re c o m m e n d e d   f o a p p li c a ti o n w h e re   lo a d   c h a n g e a re   n o m o re   th a n   1 2 0   t im e s/h o u r.   T h is  c a n   b e   u se d   w it h   a n y   c a p a c it y   m o to b y   c h o o si n g   a p p ro p riate   c u rre n tra n sf o r m e rs  a n d   se tt in g   th e   c u r re n l e v e u sin g   th e   p o ten ti o m e ter  b u il i n .   T h e   p ro p o se d   c o n v e rter  is  d e sig n e d   f o 5 H P   in d u c ti o n   m o to a n d   e x p e rim e n tal ly   tes t e d .   K ey w o r d :   C u r r en t tr an s f o r m er s     DE L ST AR   co n v er ter   E n er g y   s a v in g     Ma ch i n to o ls     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 :   M.   P r em k u m ar   Dep ar t m en t o f   E lectr ical  &   E l ec tr o n ics E n g i n ee r in g ,     GM R   I n s tit u te  o f   T ec h n o lo g y ,   R aj a m ,   Srik a k u la m   D is tr ict,   An d r P r ad esh ,   I n d ia - 5 3 2 1 2 7 .   E m ail:  m p r e m . m e@ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N     L at h es  w ill  p er f o r m   a s   m a n y   o p er atio n s   lik f ac e,   tu r n ,   n ec k ,   tap er ,   d r ill,  b o r e,   s p in ,   f ile,   p o lis h ,   h o n e,   b u f f ,   k n u r l,  cu t   i n ter n al  an d   ex ter n al  t h r ea d s   an d   c u t o f f   w o r k .   R e lati v el y   h ar d   m ater ials   ar h a n d led   b y   m etal  lat h e.     Fo r   r ep etitiv p r o d u ctio n   o f   p ar ts ,   tu r r et  lath e s   an d   ca p s tan   lat h es  ar u s ed .   I n d u ctio n   m o to r   o f   s ev er al  HP   is   co u p led   w ith   t u r r et  lath an d   C N C   m ac h in e s   t o o .     I n   in d u s tr ies,  t h in d u ctio n   m o to r s   in   m ac h in to o ls   ar co n tr o lled   th r o u g h   t h y r i s to r   co n tr o an d   ex ti n ctio n   a n g le  co n tr o is   u s ed   an d   th v al u es  ar o b tain e d   an al y tical l y   to   o b tain   p er f o r m an ce   o f   th y r is to r - co n tr o lled   in d u c tio n   m o to r   [ 1 ] .   I n d u ctio n   m o to r s   d r a w   h ig h e r   cu r r en t s   d u r i n g   t h eir   s tar ti n g   o p er atio n s   t h an   is   th ca s u n d er   f u ll  lo ad   r u n n i n g   co n d itio n s .   T h s tar - d elt a   s tar ter   is   u s ed   to   r ed u ce   th e   s ta r t in g   c u r r en d u r in g   s tar as  w a y   o f   d w i n d lin g   a n d   in ter v en ti n g   th e   elec tr ica s u p p l y   [ 2 ] B u i n   th ea r l y   d a y s   Dir ec t - on - L i n e   h av e   b ee n   u s ed .   T h s h o r d u r atio n   i n r u s h   c u r r en t s ,   g r ea tl y   ex ce ed s   th s tar ti n g   cu r r e n ts .   C o m p le x   s tar ti n g   m et h o d s   to   r ed u ce   s tar tin g   cu r r en ts   is   co m p r o m is ed   b y   o th er   in r u s h   cu r r e n ts   [ 3 ] .   Un li k s y n ch r o n o u s   m o to r ,   I n d u ctio n   m o to r s   d o   n o p r esen th t y p es  o f   s tar ti n g   p r o b lem .   I n   m an y   ca s e s ,   in d u ct io n   m o to r s   ca n   b s tar ted   b y   d ir ec tl y   co n n ec ti n g   t h e m   t o   th p o w er   li n e.   Ho w e v er ,   th s tar ti n g   c u r r en r eq u ir ed   m a y   ca u s d ip   in   th e   p o w er   s y s te m   v o lta g th a t a cr o s s - t h e - li n s tar ti n g   is   n o t a cc ep tab le  [ 4 ].   T h v ar io u s   m et h o d   o f   s tar ti n g   lar g AC   in d u ctio n   m o to r s   s u ch   a s   f u ll  v o lta g e,   r ed u c ed   v o ltag ei th er   b y   au to tr an s f o r m er   o r   s tar - d elta,   an d   s o f s tar ter   ca n   all  h av p o ten tial  ad v a n ta g es  an d   tr ad eo f f s .   T h au to   tr an s f o r m er   o r   s tar - d elta  s tar tin g   ca n   lo w er   t h s tar ti n g   to r q u an d   h e lp   to   p r ev en d a m ag e   to   th e   lo ad .   T h p r o p er   s tar tin g   m e th o d   f o r   m o to r   in cl u d es a n   an al y s is   o f   th p o w er   s y s te m   to   en s u r th at  t h m o to r   is   to   d eliv er   th e   n ee d ed   p er f o r m a n ce   [ 5 ].   R ec en t l y ,   t h m o to r   is   co n tr o lled   w it h   t h h elp   o f   p o w er   elec tr o n ic   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 n erg E fficien t O p era tio n   o Th r ee   P h a s I n d u ctio n   Mo to r   u s in g   Delsta r   ….   ( M.   P r emk u ma r )   1707   co n v er ter   e f f icien tl y .   T h b eh av io r   o f   t h t h y r i s to r   b ased   r ed u ce d   v o ltag e   s ta r ter   i n s id d elta  co n n ec ted   in d u ctio n   m o to r   is   s h o w n   to   b d if f er en w h e n   o p er ated   in s id th d elta  th a n   w h e n   o p er ated   in   th A C     lin es [ 6 ] .     I n   m o s o f   th e   in d u s tr ie s ,   t h e   lo w   r ated   i n d u ctio n   m o to r s   ar s tar ted   n o r m all y   w i th   d ir ec o n   lin e   ( DOL ) ,   b u w h e n   lar g m o to r s   ar s tar ted   w it h   D OL   s tar ter ,   d u to   s tar ti n g   s u r g e   cu r r en t,  t h s u p p l y   l in e   v o ltag is   d is t u r b ed .   T o   lim it  th s tar t in g   s u r g e   cu r r en t,  r ed u ce d   v o lta g is   g i v e n   to   in d u c tio n   m o to r s   at   s tar t   an d   th e n   h a v f u l s u p p l y   v o l tag w h e n   t h e y   r u n   u p   to   n ea r   r ated   s p ee d .   C o m p ar is o n   b e t w ee n   t h d i f f er en t   s tar tin g   m et h o d s   o f   i n d u ctio n   m o to r   in   ter m s   o f   p o w er   q u alit y   i s   to   f i g u r o u t h r elia b le  s tar tin g   m eth o d   w h ic h   h a s   th le s s   p o w er   q u a li t y   p r o b lem s   [ 7 ].   T h r ed u ctio n   in   co s o f   i n s ta llatio n   a n d   less   u tili za t io n   o f   t h s y s te m ,   it  i s   i m p o r tan to   r ed u ce   th e   h ea v y   in r u s h   cu r r en at  s tar tin g   o f   in d u ctio n   m o to r   w it h o u th lo s s   o f   to r q u g e n er atio n   an d   it  w il en h an ce   th V A   ca p ab ilit y   o f   th m o to r   an d   i m p r o v t h o v er all  p er f o r m a n ce   o f   th m o to r   [ 8 ] .   E f f i cien t to r q u e/c u r r en t   ch ar ac ter is tic s   ar p r o v id ed   b y   ST A R - DE L T A ,   i n d u s tr ies  p r ef er   ST A R - DE L T A   s tar ter s   f o r   th eir   ap p licatio n .   T h lar g a m o u n ts   o f   lo s s es  wh ich   o cc u r   at  lo w   s p ee d s   d eter m i n t h u s er s   g i v en   b y   th e   wo u n d   r o to r   o n l y   f o r   s tar tin g .   T h lo s s es   s p ec i f ic   to   t h ad d itio n al   r o to r   r esis to r   ar q u i te  i m p o r tan wh ile  a n al y zi n g   t h e   p er f o r m a n ce   o f   t h i n d u ctio n   m o to r   [ 9 ].   I n d u s tr ie s   w ill  o p er ate  th r ee   p h ase  in d u ctio n   m o to r s   at  d elta  co n n ec tio n   m o d s in ce   m a ch in r u n s   v er y   ef f icie n tl y   w h e n   th m ac h in u n d er   f u ll y   lo ad ed   co n d itio n .   W h en   th m o to r   is   lo ad ed   less   th an   4 0 o f   th f u ll  lo ad ,   it  r u n s   u n d er   in ef f icien en er g y   zo n e.   So ,   t h e   in d u ct io n   m o to r   w ill  co n s u m m o r p o w er   f r o m   th s u p p l y   s id d u r in g   p ar tiall y   lo ad ed   co n d itio n .   I n   o r d er   t o   co m p en s ate  th e   p o w er   co n s u m p tio n ,   th m o to r   lo ad   is   v ir tu all y   ad d ed   b y   co n n ec ti n g   s tato r   w i n d in g   f r o m   d elta  m o d to   s tar   m o d e.   I f   th lo ad   o n   th m o to r   is   in cr ea s ed   ab o v 4 0 o f   f u ll  lo ad   cu r r en t,  w in d i n g   co n n ec ti o n   au to m atica ll y   c h an g es  f r o m   s tar   to   d elta  f o r   ef f icien t   o p er atio n .   T h p r o p o s ed   co n v er ter   i s   e x p er i m e n ta ll y   v er i f ied   o n   t h r ee   p h a s i n d u ctio n   m o to r   w it h   v ar iab le  lo ad .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D     2 . 1 .   E x i s t ing   Sy s t e m   Mo to r   d r aw s   m o r cu r r en t h an   th f u ll  lo ad   at  th ti m o f   s tar ti n g ,   r esu l tin g   i n   b u r n o u o f   m o to r   w i n d i n g   a n d   o r   s tar ter .   W h en   DOL   s tar ter   is   u s ed ,   b ec au s o f   h i g h   s tar tin g   cu r r en t,  th er is   b ig   v o ltag d ip   in   t h elec tr ical   in s tallat io n   a n d   th er ef o r DO L   s tar ter   is   n o s u itab le  f o r   h ig h er   r ati n g   s q u ir r el  ca g i n d u ctio n   m o to r s .   Si g n i f ican e n er g y   wastag e   r e s u lts   r ed u ce d   m o to r   lif e.   T h s y s te m   w h ic h   e x i s ts   is   s tar ti n g   c u r r en t   r ed u ctio n   a n d   t h s tar ter s   at  t h ti m o f   s tar o f   m o to r   i s   s t ar - d elta  s tar ter .   T h ST A R - D E L T A   s tar ter   is   u s ed   at  th ti m o f   s tar ti n g   o n l y ,   n o u n d er   r u n n in g   co n d it io n .   T h s tar ter   m a y   b o p er ated   s em i - au to m atica l l y   o r   f u ll y - a u to m a ticall y .   T h s e m i - au to m at ic  o p er atio n   i s   d o n b y   t h p u s h   b u t to n   s w itc h .   F u ll y - a u to m atic  s tar ter   is   b u ilt  w it h   th ti m er   w h ic h   i s   u s ed   to   ch an g th ST AR   to   DE L T A   co n n ec t io n   af ter   s o m p r ed ef in ed   ti m e.   T h b o th   t y p es  o f   ST AR - DE L T A   s tar ter   ch a n g es  t h w in d in g   co n n ec tio n   f r o m   ST AR   t o   DE L T A ,   a n d   it  i s   n o p o s s ib le  to   ch an g t h w i n d in g   co n n ec tio n   f r o m   th DE L T A   to   ST A R   d u r in g   r u n n in g   o f   in d u ctio n   m o to r .   T h is   p r o b lem   is   o v er co m b y   e m p lo y i n g   p r o p o s ed   s tar ter   w it h   i n d u ctio n   m o to r   w h ic h   c h an g es  t h w i n d in g   co n n ec tio n   d u r in g   b o th   s tar t in g   an d   r u n n in g   co n d itio n .       2 . 2 .   E x plo re d T ec hn o lo g y   T h e   b lo ck   d iag r a m   o f   th e   p r o p o s ed   d elta - s tar - d elta  co n v er t er   is   s h o w n   i n   F ig u r 1 .   T h c o n v er ter   i s   to   ch an g t h w in d i n g   co n n e ctio n   f r o m   ST A R   to   DE L T an d   v ice  v er s at  th r u n n i n g   co n d itio n   o f   th e   in d u ctio n   m o to r .   T h s w itc h i n g   p r o ce s s   is   d o n ac co r d in g   to   th lo ad   v ar iatio n   o f   th m o to r   at  p ar ticu lar   in s ta n t.  T h co n s tr u ct io n   o f   t h co n v er ter   is   also   s i m i lar   to   th s tar ter   w it h   th s m al m o d i f icat io n   in   t h e   cir cu it.  I t is an   a u to m a tic  co n v er ter   an d   th au to m atic  p r o ce s s   is   m ad b y   t h m icr o co n tr o ller .     I n   th a n cie n s y s te m ,   t h er i s   n o   m icr o co n tr o ller   av ailab le .   An y   o n o f   t h p h a s is   ta k en   f o r   t h cu r r en s e n s in g   u s i n g   cu r r en s en s o r .   T h s en s o r   cir cu it  co n tin u o u s l y   s en s es  t h lo ad   v ar i atio n   in   th m o to r   an d   th o u tp u i s   p r o d u ce d   ac co r d in g   to   th v ar iatio n   o f   lo ad .   W h en   t h lo ad   o n   th m o to r   is   les s   th a n   4 0 o f   th f u ll  lo ad   r ated   cu r r en t,  th co n tr o l ler   ac tiv ates  th ST AR   co n n ec ted   co n tacto r s ,   s o   th at  th m o to r   ca n   r u n   at  ST A R   co n n ec tio n .   W h e n   t h lo ad   o n   th m o to r   is   ab o v 4 0 o f   f u ll  lo ad   r ated   cu r r en t,  th co n tr o ller   ac tiv ate s   th DE L T A   co n n ec t ed   co n tacto r s ,   s o   th at  t h m o t o r   ca n   r u n   at  DE L T A   co n n e ct io n .   T h co n v er ter   ac cu r atel y   o p er ates  f o r   th p r e - s ett in g   v a lu o f   t h c u r r en s e n s o r .   I f   th m o to r   lo ad   cu r r en r ea ch es  to   4 1 o f   th f u ll  lo ad   r ated   cu r r en th e   co n v er ter   s w itc h es  t h m o to r   f r o m   ST AR   to   DE L T A .   An d ,   if   th m o to r   lo ad   cu r r en co m e s   3 9 o f   th f u l lo ad   cu r r en t,  th co n v er ter   s w itc h e s   th m o to r   f r o m   DE L T A   to   ST A R .   T h co n v er ter   ca n   s en s t h cu r r e n co n t in u o u s l y   s o   th a th e   lo s s es  ar r ed u ce d   b y   m ax i m u m   a m o u n t.  Mo r eo v er ,   th co n v er ter   ca n   also   b u s ed   as st ar - d elta  s tar ter .     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 7 0 6     1 7 1 3   1708       Fig u r 1 .   B lo ck   Diag r a m   o f   P r o p o s ed   Sy s te m         3.   SYST E M   SPECI F I CAT I O     Har d w ar u n it s   ar s p lit   in to   m an y   s u b   u n its   an d   ea c h   u n i t   r eq u ir es  p o w er   s u p p l y   to   en er g ize  t h e   cir cu it.         Fig u r 2 .   P o w er   S u p p l y   Un it   f o r   R ela y s   a n d   Mic r o co n tr o ller       +1 2 SP DT   r elay   a n d   +5 SP DT   r elay   w er u s ed   h er e.   So   th at   r ela y   r eq u ir es  +1 2 s u p p l y   an d   +5 also   f o r   m icr o co n tr o ller   u n it.  T h L M7 8 1 2   an d   L M7 8 0 5   a r th v o ltag r eg u lato r s   w h ic h   is   u s ed   to   r eg u late  t h o u tp u v o ltag o f   th b r id g r ec ti f ier   i n   Fi g u r 2 .   T h en   th o u tp u is   a g ai n   f i lter ed   w i th   t h e   ca p ac ito r .     +2 4 p o w er   s u p p ly   is   u s ed   to   en er g ize  t h s e n s o r   u n i t.  T h cu r r en is   s en s ed   with   t h h elp   cu r r e n t   tr an s f o r m er   w it h   b u f f er   u n it  t o   ad j u s th c u r r en s etti n g .   T h is   c ir cu it   is   d es ig n ed   w it h   t h h elp   o f   L M3 1 7 k   v o ltag r e g u la to r   in   F i g u r 3 .                 Fig u r 3 .   P o w er   S u p p l y   Un it f o r   C u r r en t Se n s o r         A b o v e   th e   p r eset  v al u e,   t h tr an s i s to r   o p er ates  an d   r ela y   g et s   e n er g ized   s o   th a m icr o co n tr o ller   s w itc h es  t h o p er atio n   i n to   D E L T A   m o d e.   Mic r o co n tr o ller   s w itc h es   th e   o p er atio n   in to   DE L T A   m o d e.   T h e   co n v er s io n   p r o ce s s   tak e s   m i n i m al  ti m in   m il li  s ec o n d s   an d   g i v ac cu r ate  c h an g o v er   f r o m   ST A R   t o   DE L T A   a n d   v ice  v er s a.   U L N2 0 0 3   is   d r iv er   w h ic h   d r iv th s i g n al  i n p u f r o m   cu r r en s e n s o r   to   th e   m icr o co n tr o ller   an d   also   th S T A R   an d   DE L T A   co n tacto r .   T h an alo g   o u tp u f r o m   th m icr o co n tr o ller   is   n o s u itab le  to   o p er ate  th +1 2 r ela y .   So   th e   an alo g   o u tp u o f   th m icr o co n tr o ller   is   c h an g e d   f r o m   t h +5 to   +1 2 w it h   th h elp   o f   d r iv er   u n it  as  s h o w n   in   F ig u 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 n erg E fficien t O p era tio n   o Th r ee   P h a s I n d u ctio n   Mo to r   u s in g   Delsta r   ….   ( M.   P r emk u ma r )   1709       Fig u r 4 .   R ela y   Dr i v er   Un it       T h m icr o co n tr o ller   is   to   co n tr o th s w itc h i n g   o f   ST A R   o r   DE L T A   r ela y   w h ile  t h m o t o r   is   u n d er   th r u n n in g   co n d itio n .   W h en   t h lo ad   is   cu r r en i s   b elo w   t h e   p r ed ef in ed   v alu e,   t h co n tr o ll er   w ill  e n er g ize  t h e   ST A R   co n tacto r   an d   if   t h c o n tr o ller   in p u i s   h i g h ,   i w il ac tiv a te  t h DE L T co n tac to r .   T h in p u a n d   o u tp u ar e   en ab led   i n   th e   s a m p o r o f   t h m icr o co n tr o ller .   T h p in   2   i s   e n ab led   f o r   ST AR   a n d   t h p i n   3   i s   en ab led   f o r   DE L T A .   T h m o d o f   o p er atio n   is   d is p lay ed   i n   th L iq u id   C r y s tal  Di s p la y .   X T A L 1   an d   XT AL 2   ar th i n p u a n d   o u tp u r esp ec tiv el y   o f   an   in v er ti n g   a m p l if ier   w h ic h   is   u s ed   as  cr y s t al  o s cillato r   in   th e   f r eq u en c y   r an g o f   1 . 2   MH t o   1 2   MH z.   T h R E SET   cir cu i is   co n n ec ted   w ith   t h m icr o co n tr o ller   in   p in   9 .   T h o v er all  s ch e m atic  o f   t h c o n tr o l u n i t is s h o w n   i n   F i g u r 5 .             Fig u r 5 .   Sch e m atic   Dia g r a m   o f   th C o n tr o ller   Un it       T h o u tp u o f   th r ela y   d r iv er   is   g i v e n   to   th r ela y   co il  f o r   en er g izi n g .   T h o u tp u o f   t h r ela y   d r iv er   u n i is   eit h er   0 o r   5 V.   T h r ela y   is   co n n ec ted   i n   1 5 th   p in   o f   th d r iv er   I C .   So ,   w h e n e v e r   th o u tp u o f   th e   r ela y   is   +5 th e n   t h s tar   co n tacto r s   w il b ac tiv ated .   T h d elta  u n it  i s   also   u s ed   to   co n n ec th m o to r   w it h   th co n v er ter   p ar t.  T h r elay /c o n tacto r   w ir i n g   d ia g r a m   f o r   th s tar   co n n ec ted   m o d is   s h o wn   in   F ig u r 6 .           Fig u r 6 .   W ir in g   Dia g r a m   o f   Star   C o n tacto 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 7 0 6     1 7 1 3   1710     T h o u tp u o f   th d elta  r elay   d r iv er   u n it  is   eit h er   0 o r   5 V.   So ,   w h e n ev er   th o u tp u o f   th r elay   is   +5 th e n   th d elta  co n tacto r   w il b ac tiv ated .   T h r ela y /co n tac to r   w ir i n g   d iag r a m   f o r   t h s tar   co n n ec ted   m o d i s   s h o w n   in   F ig u r 7 .           Fig u r 7 .   W ir in g   Dia g r a m   o f   Delta   C o n tac to r           W ith   t h h elp   o f   t h ab o v e   ar r an g e m e n ts ,   th e   co n tac to r s   ch a n g e   t h w i n d i n g   co n n ec tio n   f r o m   ST A R   to   DE L T A   a n d   DE L T to   S T A R   s i m u lta n eo u s l y   w h i le  t h m o to r   is   u n d er   r u n n i n g   c o n d itio n .   T h L C d is p la y   u n it  w il d is p la y   t h m o to r   r u n n i n g   co n d it io n   an d   als o   th lo ad   cu r r en t.  L E Ds  ar u s ed   to   in d icate   th e   s tatu s   o f   t h r ela y s .       4.   RE SU L T A ND  D I SCU SS I O   T h co n v er ter   is   test ed   w it h   5 HP   s q u ir r el  ca g in d u ctio n   m o to r   b y   co n d u cti n g   s i m p le  b r ak test   in   lab o r ato r y .   T h p o w er   f ac to r   o f   th m ac h in is   o n   p ar   w it h   t h s tar   f o r   th s a m lo ad in g   o f   t h m o to r .   T h p er f o r m an ce   o f   th i n d u ctio n   m o to r   is   g o o d   in   d elta  co n n ec tio n   b u o n l y   w h en   t h m o to r   is   u n d er   f u ll y   lo ad ed   co n d itio n .   U n d er   n o   lo ad   o r   p ar tiall y   lo ad ed   co n d itio n ,   th m o to r   o p er ated   in   in e f f icie n zo n s i n ce   m ac h in co n s u m e s   m o r e n er g y   t h a n   s tar   m o d e.   T h tab le  g iv en   b elo w   p r o v es   th at  th co n v er ter   ca n   i m p r o v th ef f ic ien c y   o f   th m o to r   at  t h s a m ti m e;  i ca n   r ed u ce   th e   en er g y   co n s u m ed   b y   t h m o to r   s i g n i f ica n tl y .   T ab le  1   s h o ws   ex p er i m e n tal  d ata  o f   p r o p o s ed   c o n v er ter   o n   5   HP   i n d u ctio n   m o to r .       T ab le  1 .   E x p er im e n tal  Data   o f   P r o p o s ed   C o n v er ter   o n   5   HP   I n d u ctio n   Mo to r   L o a d   C u r r e n t     A   P o w e r   F a c t o r   O u t p u t   P o w e r   W a t t s   I n p u t   P o w e r     W a t t s   Ef f i c i e n c y   D e l t a   S t a r   D e l t a   S t a r   D e l t a   S t a r   D e l t a   S t a r   D e l t a   S t a r   3 . 7   0 . 8   0 . 1 7   0 . 2 3   2 4 5   1 0 8   3 9 2   1 2 7   6 2 . 5 1   8 5 . 0 3   4 . 4   0 . 9 5   0 . 2 5   0 . 3 4   5 1 2   1 8 7   7 6 2 . 1   2 2 4   6 7 . 1 2   8 3 . 5 5   4 . 7   1 . 0   0 . 3 5   0 . 4 2   7 9 8   2 2 8   1 1 4 0   2 9 1   7 0 . 0 1   7 8 . 3 0   4 . 8   2 . 8   0 . 6 8   0 . 6 5   1 6 2 2   7 8 1   2 2 6 1   1 2 6 1   7 1 . 7 0   6 1 . 9 4   5 .0   4 . 4   0 . 7 1   0 . 8 1   1 7 9 8   1 5 1 8   2 4 5 9   2 4 7 0   7 3 . 1 2   6 1 . 4 0   5 . 5   5 . 1   0 . 7 5   0 . 8 4   2 1 4 7   1 7 4 0   2 8 5 8   2 9 6 9   7 5 . 1 1   5 8 . 6 2   6 . 3   6 . 0   0 . 8 0   0 . 8 6   2 6 5 8   1 9 7 9   3 4 9 8   3 5 7 4   7 6 . 1 2   5 5 . 4 0       T h test s   co n d u cted   o n   a   5   HP   m o to r   w it h   f u ll lo ad   c u r r en t   o f   7 . 5   A ,   th e   en er g y   s a v i n g s   o n   n o   lo ad   is   6 7 . 6 %,  r ed u ctio n   i n   n o   l o ad   o p er atin g   c u r r en is   u p   to   7 9 . 4 %,  r ed u ctio n   in   d em an d   is   6 7 . 2 an d   i m p r o v e m en t i n   p o w er   f ac to r   5 8 %.    T h lo ad   ch ar ac ter is tic   o f   th e   ex p er i m en ted   in d u ctio n   m o t o r   is   s h o w n   i n   F i g u r e   8   w h ic h   g i v es   th e   v ar iatio n   o f   t h lo ad   cu r r en f o r   ev er y   lo ad in g   co n d itio n .   As  p er   th ac t u al  lo ad   ch ar a cter is tics ,   t h lo ad   cu r r en is   s m o o th   a n d   less   i n   s tar   co n n ec ted   m o d u p   to   3 5 - 5 0 o f   th lo ad .   T h r esh o ld   v alu w i ll  b v ar ied   ac co r d in g   to   t h e   m a n u f ac tu r er   an d   p o w er   r ati n g   o f   th e   m ac h in e.   Af ter   4 0 %   o f   th e   lo ad ,   th er is   a   s u d d en   r i s e   in   cu r r e n w h ich   w ill  r ed u ce   t h p er f o r m a n ce   o f   t h m ac h in an d   p r o d u ce s   n u m er o u s   v ib r atio n   ev e n   t h o u g h   lo ad   cu r r en is   les s   t h an   th a o f   in   ac tu a d elta  m o d e.   So ,   th at  to   r ed u ce   th e   v ib r atio n   a n d   to   i m p r o v e   th e   p er f o r m a n ce ,   t h w in d i n g   co n n ec tio n   n ee d ed   to   b ch an g t o   d elta.       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 n erg E fficien t O p era tio n   o Th r ee   P h a s I n d u ctio n   Mo to r   u s in g   Delsta r   ….   ( M.   P r emk u ma r )   1711       Fig u r 8 .   L o ad   C h ar ac ter is t ics   o f   Mo to r   o n   Delta  an d   Star   W in d in g   Mo d e           Fig u r 9 .   P o w er   C o n s u m ed   b y   th e   Mo to r   o n   Delta  an d   Star   W in d in g   Mo d f o r   Var ib le  lo a d       T h p o w er   co n s u m p tio n   o f   th m o to r   is   p lo tted   ag ain s p er ce n tag e   lo ad   o f   th m o to r   as  s h o w n   i n   F ig u r 9 .   As  p er   th w i n d in g   co n n ec tio n ,   th p o w er   co n s u m ed   b y   t h m ac h i n k ee p   ch an g e s   ag a in s lo ad .   W h en   t h lo ad   o n   th m o to r   is   n ea r l y   b et w ee n   5 0 - 5 5 ( v ar i es  d ep en d s   o n   th m a n u f ac tu r er s   an d   r atin g s ) ,   th e   p o w er   co n s u m p t io n   o f   th e   m o to r   is   eq u al  o n   b o th   th m o d es  b u t h co n s u m p tio n   is   r e d u ce d   th a n   t h s tar   co n n ec ted   m o d i f   ch a n g ed   to   d elta  m o d e.           Fig u r 1 0 .   E n er g y   E f f ic ien c y   C h ar ac ter is tics       T h en er g y   s av ed   b y   th m o t o r   an d   p er f o r m a n ce   o f   t h m o to r   is   p lo tted   an d   d is cu s s ed   in   f i g u r 1 0 .   T h m ac h i n p er f o r m an ce   is   f air l y   g o o d   in   s tar   co n n ec ted   m o d u p   to   4 5 o f   t h f u ll   lo ad   o n   th e   m ac h i n e.   A 4 5 o f   th lo ad ,   ef f icie n c y   o f   th m o to r   is   s a m o n   b o th   th m o d es  o f   o p er atio n   b u d elta  co n n ec ted   m o d e   0 1 2 3 4 5 6 7 No lo a d 1 0 % 2 5 % 5 0 % 6 5 % 7 5 % 8 5 % L o ad   C u r r en in   A m p er e   % o f   L o ad   DELT A S TAR 0 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 No lo a d 1 0 % 2 5 % 5 0 % 6 5 % 7 5 % 8 5 % I n p u P o w er   in   W atts   % o f   L o ad   DELT A S TAR 0 20 40 60 80 1 0 0 0 5 0 0 1 0 0 0 1 5 0 0 2 0 0 0 2 5 0 0 3 0 0 0 3 5 0 0 4 0 0 0 NO   LOAD 1 0 % 2 5 % 5 0 % 6 5 % 7 5 % 8 5 % % E f f icien cy   P o w er   Co ns um ptio n     in Wa t t s   o f   L o a d   DELT A S TAR 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 7 0 6     1 7 1 3   1712   co n s u m e s   m o r en er g y   t h an   t h at  o f   s tar   co n n ec ted   m o d e.   I f   th lo ad   o n   th m o to r   is   g r ea ter   th an   4 5 o f   th e   f u ll  lo ad ,   th m ac h in d eli v er s   h i g h   o u tp u p o w er   an d   also   t h ef f icien c y   o f   th m ac h i n is   h ig h .   I f   th lo ad   is   ab o v 6 5 % o f   f u ll lo ad ,   d elta  co n n ec ted   m o d co n s u m es le s s   en er g y   t h an   s tar   co n n ec ted   m o d e.   Mo r eo v er ,   th lo ad   o n   m o to r   is   45 %,  th s av ed   en er g y   by   i n d u ctio n   m o to r s   w ith   s ta r - d elta - s tar   co n n ec tio n   is   g r ea ter   t h an   i n d u ctio n   m o to r s   w ith   t h y r is to r   co n tr o ller .   A s   p er   [ 1 ] ,   th p o w er   co n s u m p tio n   i s   r ed u ce d   in   th y r is to r   co n tr o lled   in d u ctio n   m o to r   o n l y   at  lo ad       50 - 6 0 o f   th r ated   lo a d .   H o w e v er ,   th p o w e r   s av i n g   d is ap p ea r s   at  lo ad     4 0 o f   th r ated   lo ad ,   an d   th m o to r   d r iv lo s s es  in cr ea s b ec au s o f     lo s s   i n   co n tr o ller .     Mo r th an   8 0 %   o f   t h e   i n d u c t io n   m o to r s   ar e   li g h t   lo ad ed ,   in   d elta  co n n ec tio n ,   s ta to r   w i n d in g   h al f   p h ase   v o ltag e   is   r ed u ce d   to   0 . 8 6 6   V,   an d   th to tal   lo s s   is   r ed u ce d .   I i s   n ec es s ar y   to   ch an g o n o f   t w o   p o s s ib le  co n n ec tio n s ,   s tar   co n n ec tio n   o r   d elta   co n n ec tio n ,   o n   th e   m ea n   v al u o f   th e   b ase  l o ad Fro m   th r esu lt  s h o w n   i n   f ig u r 1 0 ,   th r esear ch   co n clu d e s   th at  t h s i g n if ic an a m o u n o f   en er g y   is   s a v ed   d u r in g   p ar tial  lo ad   to   f u ll lo ad   o n   t h m ac h i n e.       5.   CO NCLU SI O N     T h is   w o r k   co n cl u d ed   th at  t h s tar   d elta  co n v er ter   i s   v er y   u s e f u f o r   all  th k i n d   o f   t h r ee   p h ase  in d u ctio n   m o to r s   f r o m   s m alle r   r atin g   to   th lar g er   r atin g ,   th co n v er ter   ca n   b d esig n ed   ac co r d in g l y .   I n   t h e   p r esen d a y s ,   t h s tar ter s   o n l y   u s ed   an d   it  h as  lo w   s e n s it i v it y .   I f   th a u to m at ic  s tar - d el ta - s tar   co n v er ter   is   r ep lace s   th co n v e n tio n a s tar ter ,   th p er f o r m a n ce   a n d   h e n ce   th li f t i m e   o f   t h m o to r s   w ill  b i n cr ea s ed .   Sin ce   t h co n v er ter   ca n   b o p er ated   at   b o th   s tar tin g   an d   r u n n i n g   ti m o f   th m o to r ,   it  r ed u ce s   th s tar ti n g   cu r r en a n d   r ed u ce s   th lo s s es   d u r in g   o p er atio n .   T h co n v er ter   is   d esig n ed   an d   i m p le m e n t ed   w it h   th s i m p le   h ar d w ar e   u n its   a n d   it  is   v er y   ea s y   to   i n s tal in   m o s o f   t h m ac h in to o ls .   T h co n v er ter s   is   v er y   ec o n o m ical   an d   in v e s t m e n o n   th co n v er ter   w ill  b tak e n   b ac k   w ith in   y ea r   b y   s av in g   en er g y   w h i ch   w ill  r ed u ce   th e   elec tr icit y   b ill.  T h is   co n v er t er   w ill  r ea c h   th m a r k e w i th   ch ea p er   co s s o o n   a n d   r ed u ce s   th e n er g y   co n s u m p tio n .       RE F E R E NC E   [1 ]   Ib ra h im   A .   M .   A b d e l - Ha li m ,   e t   a l. ,   No v e A p p ro a c h   f o th e   A n a l y sis  o f   a   T h y risto r - Co n tr o ll e d   In d u c ti o n   M o to r ,   J o u r n a l   o El e c trica E n g in e e rin g ,   R o ma n ia ,   V o l u m e   1 5 ,   Ed it i o n   2 P P .   1 4 - 2 5 ,   Ju n e   2 0 1 5 .   [2 ]   L .   Na g a r a jan ,   S tar  De lt a   S tarte u sin g   S o f S w it c h   f o L o w   P o w e r   T h re e   P h a se   In d u c ti o n   M o t o rs Au stra li a n   J o u rn a o B a sic   a n d   A p p li e d   S c ien c e s ,   v o l.   9 ,   n o .   2 1 ,   S p e c ial  2 0 1 5 ,   p p .   1 7 5 - 1 7 8 .   [3 ]   P a u Kra u se ,   e a l. ,   A n a l y sis  o f   El e c tri c   M a c h in e ry   a n d   Driv e   S y ste m s” ,   3 rd   Ed i ti o n ,   I S BN:  9 7 8 - 1 - 1 1 8 - 0 2 4 2 9 - 4 ,   W il e y - IEE Pre ss ,   Ju n e   2 0 1 3 .   [4 ]   Ch a p m a n   S .   J. ,   El e c tri c   M a c h in e ry   F u n d a m e n tals” ,   F if th   Ed it io n ,   A u stra li a M c G ra w - Hill   Ed u c a ti o n ,   2 0 1 1 ,     pp.   3 0 7 - 4 0 3 .   [5 ]   L a ra b e e   J e a l. ,   In d u c ti o n     M o to S t a rtin g   M e th o d a n d   Iss u e s” P e tro leu m   a n d   C h e m ica In d u stry   Co n fe re n c e ,   2 0 0 5 ,   In d u stry   A p p li c a ti o n s S o c i e t y   5 2 nd   A n n u a Co n f e re n c e ,   1 2 - 1 4   S e p tem b e 2 0 0 5 ,   P P .   2 1 7 - 2 2 2 .   [6 ]   D.  G rit ter,  e a l. ,   S o ft   S ta rte in sid e   De lt a   M o to M o d e li n g   a n d   i ts  Co n tro l ,   In d u stry   A p p li c a ti o n Co n f e re n c e - 2 0 0 0 ,   C o n f e re n c e   Re c o rd   o f     2 0 0 0   IEE E ,   Oc to b e 8 1 2 ,   2 0 0 0 ,   v o l.   2 ,   p p .   1 1 3 7 1 1 4 1 .   [7 ]   P h il li p   W .   Ro w lan d ,   L o Imp a c M o to Co n tro wit h   S t a r - De lt a   S ta rti n g IEE A n n u a T e x ti le,   F ib e a n d   F il m   In d u stry   T e c h n ica Co n f e re n c e ,   5 - 7   M a y   1 9 9 8 ,   P P .   1 0 / 1   -   1 0 / 9 .   [8 ]   A u stin   H.  Bo n n e tt ,   T h e   Ben e fi ts  o Al lo wi n g   fo I n c re a se d   S t a rtin g   Cu rr e n t   in   AC  S q u irre Ca g e   In d u c ti o n   M o to rs P e tro le u m   a n d   Ch e m ica In d u stry   Co n f e re n c e ,   1 9 9 0 ,   Re c o rd   o f   Co n f e re n c e   P a p e rs,  In d u str y   A p p li c a ti o n s   S o c iety   3 7 th   A n n u a l   c o n f e re n c e ,   v o l.   2 7 ,   n o .   6 ,   1 0 - 1 2   S e p tem b e 1 9 9 0 ,   p p .   1 1 6 9 - 1 1 7 4 .   [9 ]   W il li a m s,  A.   Ja c k e a l. ,   Ev a lu a ti n g   th e   Ef f e c ts  o f   M o to S tarti n g   o n   i n d u strial  a n d   Co m m e rc ial  P o w e   S y ste m s ,     IEE T ra n sa c ti o n o n   In d u stry   A p p li c a ti o n s ,   v o l .   IA - 1 4 ,   n o .   4 ,   J u l y   1 9 7 8 ,   p p .   2 9 2 - 3 0 5 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       PREMK U M AR   M   c o m p lete d   h is  Ba c h e lo o f   En g in e e rin g   in   El e c tri c a &   El e c tro n ic  En g in e e rin g   in   S ri  Ra m a k rish n a   In stit u te  o f   Tec h n o l o g y ,   (S RI T ),   Co i m b a to re   - 6 4 1 0 1 0 ,   I n d ia.  He   a lso   c o m p lete d   h is  M a ste d e g re e   in   A p p li e d   El e c tro n ics   in   A n n a   Un iv e rsit y   o T e c h n o l o g y ,   Co i m b a to re ,   In d ia.   Cu rre n tl y ,   p u rsu i n g   h is  P h . D.  in   A n n a   Un iv e rsity ,   Ch e n n a i.   T h e   a u th o h a p re se n ted   m a n y   T e c h n ica P a p e rs  in   v a rio u Na ti o n a &   In ter n a ti o n a Co n f e re n c e s.  Cu rre n tl y ,   h e   is  w o rk in g   a a n   A s sista n P r o f e ss o in   El e c tri c a &   El e c tro n ics   En g in e e rin g .   His  f ield   o f   in tere st  is  El e c tri c a m a c h in e s,  Em b e d d e d   sy st e m s,  R e n e wa b le  e n e rg y   re so u rc e s,  Ro b o ti c s,  El e c tri c a d riv e &   Co n tr o a n d   P o w e e lec tro n ics .       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 n erg E fficien t O p era tio n   o Th r ee   P h a s I n d u ctio n   Mo to r   u s in g   Delsta r   ….   ( M.   P r emk u ma r )   1713     S o w m y a   R   re c e iv e d   h e B. E.   in   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g   f ro m   S a ra n a th a n   Co ll e g e   o En g in e e rin g ,   T iru c h irap p a ll i,   I n d ia  in   2 0 1 3   a n d   M . T e c h .   in   E n e rg y   En g in e e rin g   f ro m   Na ti o n a In stit u te   o f   T e c h n o lo g y ,   T iru c h irap p a ll i,   I n d ia,   i n   2 0 1 5 .   S h e   w o rk e d   a a n   A s sista n P r o f e ss o r/  De p t.   o f   El e c tri c a a n d   El e c tro n ics   En g in e e rin g   in   K P In sti tu te  o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y ,   Co im b a to re ,   In d ia  f o th e   a c a d e m ic  y e a r   2 0 1 5 - 2 0 1 6 .   S h e   is  c u rre n tl y   w o rk in g   a a n   A ss ista n P r o f e ss o r/De p t.   o f   P o w e En g in e e rin g   in   G M In st it u te  o f   En g in e e rin g   a n d   T e c h n o lo g y ,   Ra ja m ,   In d ia.  He re se a rc h   in tere st i n c lu d e s Co n tro sy ste m s,  El e c tri c   v e h ic le an d   Re n e w a b le E n e rg y .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.