자기처리 및 측정 연구

직교자계를 이용한 자기처리
제2차 세계대전이후로부터 수중 또는 해저에 부설되어 있는 자기 기뢰의 위협으로부터 함정의 안전을 보장받기 위한 방법으로 탈자(Deperming)방법이 사용되어 왔다. 이는 함정 선체의 대부분이 강재로 되어 있고 강재는 지구 자계와 같은 외부자계에 의해 자화할 뿐만 아니라 열적 또는 기계적인 스트레스에 의해서도 쉽게 자화특성이 변화하는 성질을 가지고 있기 때문이다. 국내 함정의 경우에도 함정으로부터 발생되는 자계를 줄이기 위한 방법으로 정기적으로 자기처리시설에서 함정 탈자를 실시하고 추가로 함정 내부에 소자(Degaussing) 장비를 운용하고 있다.
함정의 자기처리는 지금까지 다수의 나라에서 관습적으로 Flash-D 탈자 방식의 복잡한 프로토콜에 따라 수행되어 왔다. 최근에는 비히스테리시스(Anhysteretic) 탈자 기법이 제안되었다. 이 연구는 탈자에 이용되는 비히스테리시스 자화곡선에 따른 탈자 방식을 일반적인 탈자 방식과 비교하였으며 자성체에 대한 착자 방법에 의한 자속밀도의 불균일성과 강관의 한 쪽 끝에 기계적인 응력을 인가하였을 때 발생하는 불균일한 자기 이방성 분산이 탈자 결과에 미치는 영향을 검토하는 것이다.

전력전자 연구

전압 Sag-Swell 발생기와 마이크로그리드
전력품질을 개선하기 위한 Custom Power Devices-DVR, DSTATCOM, SVC, SSTS, UPS 등의 성능평가에 필요한 Sag, Swell, 순간정전, 과전압, 저전압, 전압 불평형, harmonic distortion, notches 등의 발생장치에 대한 실용적인 회로방식 연구, 기존 방식에 비해 구조가 간단하고 제어가 용이하며 시스템 구성 비용이 대폭 저감되는 장점이 있음 신재생에너지의 보급이 확대됨에 따라서 태양광, 풍력, 연료전지 발전과 엔진발전기 및 에너지저장시스템 등이 하나의 소규모 그리드를 형성하여 양방향 전력흐름이 가능하도록 하는 마이크로그리드에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며 이러한 마이크로그리드의 전력품질을 보장하기 위한 고성능의 에너지 저장시스템을 집중적으로 연구하고 있음. 에너지 저장 디바이스는 슈퍼커패시터를 사용하며 10kW급의 전력을 충전하고 방전할 수 있는 고효율 고속응답 전력변환장치에 대한 연구가 진행중임. 최근 이슈가 되고 있는 스마트그리드의 요소기술로서도 활용가능함.

전력전자에너지 연구

하역크레인용 유도전동기 구동을 위한 고성능 IGBT 인버터 개발
하역 크레인용 대용량 유도전동기 구동을 위한 벡터제어 인버터를 구현하였다. 기존의 직류전동기 시스템을 사용하는 경우보다 더 좋은 시스템성능을 얻을 수 있었으며, DSP( TMS320F2407)을 이용하여 매우 간단하게 제어회로를 구성하였으며, IGBT를 사용하여 인버터 전력회로를 구성하였다. AC/DC 컨버터로 다이오드 정류기대신에 PWM 컨버터를 사용하여 높은 역률과 에너지 회생도 가능하게 하였다. CAN( Controller Area Network ) 통신을 이용하여 제어용 보드를 통신용 보드에 연결함으로써, 제어용 보드의 수량 확장이 용이하여 시스템의 병렬운전을 가능하게 하였고, RS-485 통신을 이용하여 관리 프로그램과 연결하여 원거리 제어가 가능하게 하였다. 실험을 통하여 컨버터/인버터 회로의 성능과 신뢰도를 확인하였다. 본 인버터 시스템은 크레인 구성 중 붐-트롤리 구동용으로 개발하였으며, 인버터 전력부의 용량과 제어 프로그램 내의 전동기 파라메터를 수정하면 호이스트-겐트리에도 적용이 가능하다.

생체전기 연구

압전식 충격파 결석파쇄장치에 의한 신호 해석
압전식 충격파 결석파쇄장치가 비뇨기과의 결석치료에 유용한 장비라는 점은 잘 알려져 있다. 그러나, 정상조직이나 뼈에의 오조사, 대상물의 파쇄시간 추정, 초점에 대상물이 존재하고 있는 지를 추정하는 등 해결되어야 할 문제점이 남아있는 것도 사실이다. 그러므로, 이런 점을 해결하기 위하여 우선적으로 압전식 충격파 결석파쇄장치를 사용할 때 들리는 방사음을 분석한 파형과 스펙트럼으로 실제 문제의 해석에 응용하는 연구를 수행하고 있다.

멤스 연구

P(VDF/TrFE)박막을 사용한 초전형 적외선 센서의 제작과 특성
공중합체인 P(VDF/TrFE)를 감지재료로 하는 초전형 적외선 센서를 설계 제작하고 기존의 세라믹 재료를 사용하는 초전형 적외선 센서와 비교하여 그 성능을 평가하였다. 제작한 소자는 FET와 저항을 연결하여 출력과 잡음을 측정하였으며 인체 검지용으로 사용하기 위하여 5.5 ～ 14 ㎛ 의 적외선 필터가 부착된 TO-5에 하우징 하였다. 제작돤 적외선 센서의 NEP는 적외선원 13 μW/cm2 에서 2.13 × 10-8 W, 그리고 D*는 9.37 × 106 ㎝/W 로 낮은 NEP와 높은 D* 값을 나타내었다.

전기기기 연구

유한요소법을 이용한 전기기기의 설계 및 특성 해석
본 연구실은 전기기기의 해석, 설계 및 제어에 관한 연구를 수행하고 있으며 유한요소법, 등가자기회로망법 등과 같은 전자장 수치해석적인 방법을 이용하여 유도전동기 고장 진단, 동기형 릴럭턴스 전동기 토오크 저감, BLDC 전동기 설계에 대한 연구를 하고 있다.
특히 리니어 모터의 해석, 설계 및 제어에 관한 많은 연구도 수행하고 있으며 상용 유한요소 해석 프로그램을 보유하고 있고, 자체 개발한 유한요소 해석 프로그램을 통하여 상용 프로그램을 대신할 수 있는 프로그램 개발에 노력하고 있다.

전력계통 연구

순간전압강하 평가 알고리즘 및 프로그램 개발
현대의 전자 기기 및 산업 공정은 전력 품질(Power Quality) 특히 전압의 변동에 매우 민감하다. 짧은 시간 동안의 전압 강하에 의해서도 기기의 오동작 및 전체 공정 중단이 야기될 수 있다. 이에 본 연구실에서는 전력 품질 중 중요한 문제인 순간전압강하(Voltage Sag)에 대한 연구를 수행하고 있다. 순간전압강하 평가 및 예측 알고리즘 개발과 평가를 위한 전용 프로그램의 개발을 수행하고 있으며 전력품질 모니터링 시스템, 순간전압강하 위치 판별 알고리즘에 대한 연구도 수행하고 있다. 또한 다양한 전력계통 해석 데이터 및 전력 현상을 컴퓨터 그래픽을 이용하여 효과적으로 시각화하는 연구와 전력계통 해석 프로그램 개발도 수행하고 있다.

레이저 응용 연구

레이저를 이용한 센서 및 필터와 레이저 기반 전기 소자의 개발
본 연구실은 레이저를 이용하여 여러 가지 물리량(전류, 전압, 온도, 스트레인, 압력, 변위, 등)을 측정할 수 있는 센서에 관한 연구를 수행하고 있으며, 광섬유 기반의 단파장 및 다파장 필터와 이러한 필터를 채택한 광섬유 레이저에 관한 연구도 함께 수행하고 있다. 또한, 소형ㆍ경량이며 전자기외란(EMI)에 무관한 광섬유 격자를 이용해 구현할 수 있는 광섬유 센서 및 광섬유 필터에 대한 연구도 진행하고 있다. 특히, 레이저 기반 전류 센서(광섬유 및 벌크형)는 기존의 대전류형 전류 변성기에 비해 가격 경쟁력을 갖는 시스템 구현이 가능하기 때문에, 이의 개발에 노력하고 있다. 이외에도 레이저를 이용한 반도체 전기 소자의 레이저 유도 스위칭과 전기적 진동에 관한 연구도 함께 수행하고 있다.