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전기기기연구실

중앙대학교 전자전기공학부

노종석 교수

Electrical Machine Analysis

Electromagnetic Field Analysis

Optimal Design Methods

전기기기연구실

전자전기공학부 노종석

중앙대학교 전기기기연구실은 전기기기의 해석, 설계, 최적화 및 신소재 응용 등 전기기기 분야의 전반적인 연구를 선도하는 연구실입니다. 본 연구실은 전동기, 발전기, 변압기, 액추에이터 등 다양한 전기기기의 성능 향상과 신뢰성 확보를 목표로, 해석적 기법과 수치해석, 다중물리해석, 근사모델, 인공지능 기반 설계 자동화 등 첨단 연구 방법론을 적극적으로 도입하고 있습니다. 특히, 전기기기 해석 및 최적설계 분야에서는 IN-HOUSE CODE와 상용 해석툴을 활용하여 전자기, 열, 구조 등 다양한 물리 현상을 통합적으로 분석하고, 소재, 기구, 생산 공정까지 고려한 최적화 설계 연구를 수행하고 있습니다. 이를 통해 전기기기 개발에 소요되는 시간과 비용을 획기적으로 절감하며, 산업 현장에서 요구하는 고성능, 고효율, 저비용의 전기기기 개발에 기여하고 있습니다. 또한, 압전, 형상기억합금, 자왜 재료 등 신소재를 활용한 특수 전기기기 개발에도 주력하고 있습니다. 신소재 기반 전기기기는 기존 전기기기 대비 경량화, 소형화, 고효율화, 저전력화 등 다양한 혁신적 특성을 구현할 수 있으며, 의료, 로봇, 모빌리티, 에너지 등 다양한 산업 분야에서 맞춤형 솔루션을 제공하고 있습니다. 이러한 연구는 특허 출원, 기술이전, 산학협력 프로젝트 등으로 이어져 실질적인 산업적 파급력을 창출하고 있습니다. 차세대 전동기 및 구동장치 분야에서는 비희토류 및 영구자석 저감형 브러시리스 전동기, AFPMM, IPMSM, 고토크 견인전동기, 인휠 견인전동기 등 다양한 구조의 전동기와 구동장치를 개발하고 있습니다. 고효율, 고토크밀도, 토크리플 저감, 소형화, 경량화, 저비용화 등 다양한 성능 목표를 달성하기 위해 최적화 설계와 신기술을 접목하고 있으며, 실제 산업 현장에 적용 가능한 실용적 연구도 활발히 진행 중입니다. 이외에도, 본 연구실은 전기기기 해석기법 및 설계기법 개발, 최적화 알고리즘 연구, 에너지 하베스터, 전자접촉기, HVDC 차단기용 액추에이터, 카메라 모듈용 액추에이터 등 다양한 응용 분야에서 혁신적인 연구를 수행하고 있습니다. 국내외 유수 기업 및 연구기관과의 산학협력, 특허 출원, 기술이전, 논문 발표 등 다양한 성과를 통해 전기기기 분야의 미래를 선도하고 있습니다.

Electrical Machine Analysis
Electromagnetic Field Analysis
Optimal Design Methods
전기기기 해석 및 최적설계
전기기기 해석 및 최적설계는 전기기기의 성능을 극대화하고, 효율을 높이며, 신뢰성을 확보하는 데 필수적인 연구 분야입니다. 본 연구실에서는 IN-HOUSE CODE부터 ANSYS, J-MAG, COMSOL, NASTRAN, FEMM 등 다양한 해석 툴을 활용하여 전기기기의 전자기, 열, 구조적 특성을 정밀하게 분석하고 있습니다. 이를 통해 전동기, 발전기, 변압기, 액추에이터 등 다양한 전기기기의 설계 단계에서 발생할 수 있는 문제점을 사전에 예측하고, 최적의 설계안을 도출할 수 있습니다. 특히, 해석적 기법과 다중물리해석기법, 근사모델응용 등 다양한 해석기법을 개발하여 전기기기 개발에 소요되는 시간과 비용을 획기적으로 절감하고 있습니다. 이러한 해석 및 최적설계 연구는 소재, 기구, 생산 공정까지 고려한 통합적 접근을 통해 실제 산업 현장에서 요구하는 고성능, 고효율, 저비용의 전기기기 개발에 큰 기여를 하고 있습니다. 최근에는 인공지능 및 최적화 알고리즘을 활용한 자동화된 설계기법 개발에도 집중하고 있습니다. 이를 통해 복잡한 설계 변수와 다중 목표를 동시에 고려할 수 있으며, 신뢰성 높은 설계 결과를 빠르게 도출할 수 있습니다. 이러한 연구는 전기기기 산업의 글로벌 경쟁력 강화와 차세대 전기기기 개발을 선도하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.
신소재 및 특수 전기기기 개발
본 연구실은 전통적인 전자기 기반 전기기기뿐만 아니라, 압전, 형상기억합금, 자왜 재료 등 첨단 신소재를 활용한 특수 전기기기 개발에 주력하고 있습니다. 신소재를 적용함으로써 기존 전기기기 대비 경량화, 고효율화, 소형화, 저전력화 등 다양한 혁신적 특성을 구현할 수 있습니다. 예를 들어, 압전 변압기, 초음파 모터, 혈관 탐지 주사기, 차세대 카메라 모듈용 액추에이터 등 다양한 응용 분야에서 신소재 기반 전기기기를 개발하고 있습니다. 이러한 특수 전기기기 개발은 의료, 로봇, 모빌리티, 에너지 등 다양한 산업 분야에서 요구되는 맞춤형 솔루션을 제공할 수 있으며, 시장의 새로운 수요에 적극적으로 대응할 수 있습니다. 특히, 무전력 위치 유지, 센서리스 제어, 고분해능 정밀 위치제어 등 기존 기술의 한계를 극복하는 혁신적 기능을 실현하고 있습니다. 연구실은 신소재의 물리적 특성 해석, 신뢰성 평가, 대량생산을 위한 제조공정 개발 등 전주기적 연구를 수행하고 있습니다. 이를 통해 신소재 기반 전기기기의 상용화와 실용화에 앞장서고 있으며, 특허 출원 및 기술이전, 산학협력 프로젝트 등을 통해 산업계와의 연계도 활발히 이루어지고 있습니다.
차세대 전동기 및 구동장치 기술
차세대 전동기 및 구동장치 기술은 전기차, 로봇, 산업 자동화 등 다양한 첨단 산업의 핵심 기반 기술입니다. 본 연구실은 비희토류 및 영구자석 저감형 브러시리스 전동기, 축방향 자속 영구자석형 전동기(AFPMM), 매입형 영구자석 동기기기(IPMSM), 고토크 견인전동기, 인휠 견인전동기 등 다양한 차세대 전동기 구조 및 시스템을 개발하고 있습니다. 이러한 전동기들은 고효율, 고토크밀도, 토크리플 저감, 소형화, 경량화, 저비용화 등 다양한 성능 목표를 달성하기 위해 최적화 설계와 신기술을 접목하고 있습니다. 예를 들어, 신규 회전자 토폴로지, 3차원 해석기법, 근사모델 기반 최적화, 인공지능 기반 설계 자동화 등 첨단 연구 방법론을 적극 활용하고 있습니다. 또한, 전기 버스, 트레일러, 무가선 트램, 유니휠 차량 등 실제 산업 현장에 적용 가능한 실용적 연구도 활발히 진행 중입니다. 본 연구실의 차세대 전동기 및 구동장치 연구는 국내외 유수 기업 및 연구기관과의 산학협력, 기술이전, 특허 출원 등 다양한 형태로 산업계에 직접적인 영향을 미치고 있습니다. 이를 통해 미래 모빌리티, 친환경 에너지, 스마트 팩토리 등 다양한 분야에서 혁신을 주도하고 있습니다.
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