영구자석 전동기는 고효율, 고출력, 그리고 다양한 응용 분야에서의 활용성으로 인해 전기공학 분야에서 매우 중요한 연구 주제입니다. 본 연구실에서는 매입형(IPMSM), 표면부착형(SPMSM), 스포크타입 등 다양한 구조의 영구자석 전동기 설계에 집중하고 있습니다. 특히, 자속집중형 구조와 같은 혁신적인 설계 방식을 통해 전동기의 출력 밀도와 효율을 극대화하는 연구를 수행하고 있습니다. 전동기 설계 과정에서는 2차원 및 3차원 유한요소해석(FEA)을 적극적으로 활용하여, 실제 동작 환경에서 발생할 수 있는 누설자속, 단부효과, 비선형 자기특성 등 다양한 물리적 현상을 정밀하게 분석합니다. 이를 통해 기존 설계 방식의 한계를 극복하고, 새로운 설계 인자와 최적화 기법을 도입하여 전동기의 성능을 획기적으로 향상시키고 있습니다. 또한, 3D 프린팅 기술을 활용한 연자성 코어 및 신소재 적용 등 첨단 제조기술도 연구의 중요한 축을 이룹니다. 이러한 연구는 전기차, 철도차량, 산업용 구동 시스템 등 다양한 실제 응용 분야에 직접적으로 기여하고 있습니다. 산업체와의 공동연구 및 기술이전, 그리고 특허 출원을 통해 연구 결과의 실용화와 산업적 파급효과를 극대화하고 있으며, 차세대 모터 기술의 선도적 발전에 중추적인 역할을 하고 있습니다.

본 연구실은 전자기 해석을 기반으로 한 신개념 모터 기술 개발에 주력하고 있습니다. 전동기 내에서 발생하는 다양한 전자기 현상, 예를 들어 3차원 회전자 누설자속, 단부효과, 비선형 자기등가회로 해석 등 복잡한 물리적 문제를 해결하기 위해 고도화된 해석 기법을 개발하고 있습니다. 특히, 3차원 유한요소해석을 통한 정밀한 자기장 분석과, 이를 바탕으로 한 설계 최적화가 연구의 핵심입니다. 또한, 기존의 DC 변압기와 차별화된 전자기 유도 기반의 신개념 DC 변압기, 기계적 갭리스 및 인버터리스 BLDC 모터, 펄스자장을 이용한 희토류 자석 성형기술 등 혁신적인 모터 및 부품 기술을 개발하고 있습니다. 이러한 연구는 특허 출원과 실험적 검증을 통해 그 우수성을 입증받고 있으며, 실제 산업 현장에 적용 가능한 수준의 기술로 발전하고 있습니다. 이와 더불어, 베어링 전식 예측 및 측정 기술, 고전압 커패시터 방전 특성 개선 등 전동기 시스템의 신뢰성 향상과 관련된 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 이러한 다각도의 연구는 전동기 및 전자기 시스템의 성능, 효율, 신뢰성을 동시에 향상시키는 데 중요한 역할을 하고 있습니다.