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.

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 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.