조윤현 연구실
전기공학과 조윤현
조윤현 연구실은 전기공학 분야에서 전기기계 및 에너지 변환 시스템의 설계, 해석, 제어 기술을 선도적으로 연구하는 연구실입니다. 연구실의 주요 연구 분야는 전동기 및 발전기 구조 최적화, 고효율·고성능 전기기계 개발, 신재생에너지 발전기 및 하이브리드 에너지 시스템, 그리고 첨단 전력변환 및 제어 알고리즘 개발 등입니다.
특히, 영구자석 동기전동기, 브러시리스 DC 모터, 스위치드 릴럭턴스 모터, 선형 동기전동기 등 다양한 전기기계의 성능 향상을 위한 구조 설계, 토크 리플 및 코깅토크 저감, 경량화, 고출력화, 소음 및 진동 저감 기술 개발에 집중하고 있습니다. 이를 위해 유한요소해석, 반응표면법 등 첨단 해석 및 최적화 기법을 적극적으로 활용하고 있으며, 실제 산업 현장에 적용 가능한 맞춤형 전동기 설계 및 제어 기술을 개발하고 있습니다.
또한, 해상풍력 및 대용량 풍력발전기, 태양광-풍력 하이브리드 시스템, 에너지 저장장치 연계 전력변환 시스템 등 신재생에너지 분야의 핵심 기술 개발에도 앞장서고 있습니다. 발전기의 전자기적, 열적, 구조적 통합 해석을 통해 신뢰성 높은 발전기 설계와 실증 연구를 수행하며, MPPT 제어, 양방향 컨버터, 비접촉 전력전달 등 다양한 에너지 변환 응용기술도 연구하고 있습니다.
연구실은 다수의 정부 및 산업체 지원 프로젝트를 수행하며, 특허 출원, 논문 발표, 산학협력 등 다양한 연구 성과를 창출하고 있습니다. 이러한 연구 성과는 실제 제품화 및 상용화로 이어져 국내외 산업 발전에 기여하고 있습니다.
조윤현 연구실은 전기기계 및 에너지 변환 분야의 기술 혁신을 선도하며, 미래 에너지 및 스마트 모빌리티 시대를 이끌어갈 핵심 인재 양성에도 힘쓰고 있습니다. 연구실의 구성원들은 창의적이고 실용적인 연구를 통해 학문적·산업적 가치를 동시에 실현하고 있습니다.
전기기계 및 전동기 설계 및 제어
조윤현 연구실은 전기기계, 특히 다양한 전동기 및 발전기의 설계와 제어 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 연구실에서는 영구자석 동기전동기(PMSM), 브러시리스 DC 모터(BLDC), 스위치드 릴럭턴스 모터(SRM), 선형 동기전동기(PMLSM) 등 다양한 전기기계의 구조 최적화, 효율 향상, 소음 및 진동 저감, 경량화, 고출력화 등 실질적인 성능 개선을 위한 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 유한요소해석(FEM)과 반응표면법(RSM) 등 첨단 해석 및 최적화 기법을 활용하여 전동기의 코깅토크 저감, 토크 리플 최소화, 열 해석 및 냉각 시스템 설계 등 전기기계의 전반적인 성능을 극대화하는 데 주력하고 있습니다.
이 연구 분야에서는 산업용 펌프, 철도차량, 친환경 자동차, 풍력발전기 등 다양한 응용 분야에 맞는 맞춤형 전동기 설계가 이루어집니다. 예를 들어, EPS(전자식 파워스티어링)용 spoke type 모터, 대용량 풍력발전기용 직접구동형 발전기, 초고속 마이크로터빈용 전동발전기 등 실제 산업 현장에서 요구되는 고효율·고성능 전기기계 개발이 활발히 이루어집니다. 또한, 제어 알고리즘 개발을 통해 전동기의 센서리스 구동, 최대 토크 제어, 효율 및 역률 향상 등 지능형 전동기 시스템 구현에도 집중하고 있습니다.
이러한 연구는 다양한 특허 출원과 산업체 협력 프로젝트로 이어지고 있으며, 실제 제품화 및 상용화에 기여하고 있습니다. 연구실의 성과는 국내외 학술지 논문, 학술대회 발표, 산업체와의 공동연구 등으로 활발히 확산되고 있으며, 전기기계 분야의 기술 혁신을 선도하고 있습니다.
신재생에너지 발전기 및 에너지 변환 시스템
연구실은 신재생에너지 분야에서 풍력발전기, 태양광 하이브리드 시스템, 에너지 저장용 컨버터 등 다양한 에너지 변환 시스템의 설계와 제어 기술을 연구하고 있습니다. 특히, 해상풍력 및 대용량 풍력발전기용 직접구동형 발전기(AFPM, RFPM 등)의 경량화, 고출력화, 냉각 성능 향상, 구조 최적화 등 실질적인 산업 적용을 위한 핵심 기술 개발에 집중하고 있습니다. 풍력발전 시스템에서는 발전기의 전자기적 특성 해석, 열 해석, 구조 해석을 통합적으로 수행하여 신뢰성 높은 발전기 설계를 목표로 하고 있습니다.
또한, 독립형 및 하이브리드 신재생에너지 시스템의 전력변환 및 제어 기술도 주요 연구 주제입니다. 예를 들어, 풍력-태양광 하이브리드 시스템의 MPPT(최대전력점추종) 제어, 양방향 DC/DC 컨버터 및 인버터의 효율적 제어, 에너지 저장장치와 연계한 전력 품질 향상 등 신재생에너지의 실질적 활용도를 높이기 위한 연구가 진행되고 있습니다. 이와 더불어, 비접촉 전력전달 시스템, 고효율 유도가열장치 등 다양한 에너지 변환 응용기술도 개발하고 있습니다.
이러한 연구는 정부 및 산업체 지원 프로젝트와 연계되어 대형 실증 연구, 시제품 개발, 현장 적용 등으로 이어지고 있습니다. 연구실은 신재생에너지 분야의 실질적 기술 혁신과 에너지 전환 시대를 선도하는 핵심 인재 양성에 기여하고 있습니다.
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Design of brushless DC motor with weight reduction and performance improvements considering twelve step control
조윤현, 박수근, 김성안
International Journal of applied electromagnetics and mechanics, 2019
2
Twelve Step Control of Brushless DC Motor Sensorless Drive System to Reduce Torque Ripple using Voltage Compensation
조윤현, 김성안, 한성우
Proceedings of the 3rd International Conference on Mechatronics and Robotics Engineering, 2017
3
Design and Analysis of Axial Flux Permanent Magnet Generator for Direct-Driven Wind Turbines
조윤현, 김성안, 이건, 최다운
International Journal of Power Systems, 2017
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[1차년도] 글로벌 경쟁력 강화를 위한 경량화 60%, 소형화 30%, 원가절감 40% 가능한 일체형 속도조절 모터 개발
2
[2단계-3차년도]해상풍력 고출력 발전기 핵심기술 고급트랙
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[기술혁신]친환경 자동차 EPS용 Ferrite Magnet Spoke Type Motor 개발(2)
