공학대학원

철도급전시스템에서는 전기철도 급전방식, 변전소 설비, 급전계통 특징 그리고 보호설비에 대하여 공부한다. 급전방식에 대하여 1상 교류급전방식과 직류급전방식으로 구분하여 특성을 비교한다. 변전소 설비 및 급전계통에 관해서는 주변압기, 차단기, 단권변압기, 정류기 등 각종 기기의 구성과 보호설비를 공부한다. 아울러, 이들 분야에 대하여 전기적 기계적 이론과 특성을 세부적으로 해석한다.

본 교과목에서는 최근 전력계통 분야에서 진행되고 있는 스마트그리드와 관련 기술에 대해 다룬다. 스마트그리드의 정의, 등장배경, 구성요소, 관련 기술의 기초에 대해 배운다. 더불어, 미래 전력계통의 발전방향에 대한 전반적인 내용에 대해 개괄적으로 살펴보고, 스마트그리드 기술의 연구 방향과 전망에 대해 논의하도록 한다.

1. 스마트시대 도시를 이루는 조명의 변화의 이해 2. 조명의 용어(순응, 색온도, 연색성, 눈부심)의 이해 3. 광원의 종류와 변화의 이해 4. 밝기를 나타내는 용어(광속, 조도, 광도, 휘도, 광속발산도) 5. 스마트조명의 개념과 사용전력의 관계

전기자동차, 로봇 등의 응용분야가 확대됨에 따라 출력밀도가 높고 고효율의 전동기가 요구되어지고 있다. 이와 같이 고출력, 고효율의 전동기로 사용되는 특수 전동기는 영구자석전동기, 영구자석 보조 릴럭턴스 전동기, 릴럭턴스 동기전동기가 있다. 본 교과목에서는 이러한 특수 전동기의 설계와 제어에 대해서 기초와 응용을 공부하도록 한다.

도시철도 신호제어란 열차 또는 차량의 안전운행과 수송능률 향상을 목적으로 철도의 선로변과 기계실에 시설한 종합적인 설비를 제어하는 것을 말한다. 열차 또는 차량운행 중 안전을 확보하고 정확성과 신속성으로 선로이용률을 최대한으로 높여 주며 수송능률 향상과 주행속도를 향상시키며 열차를 운행할 수 있게 한다. 신호제어시스템에는 신호기장치, 선로전환기, 궤도회로장치, 연동장치, 열차자동제어장치, 열차자동운전장치, 열차집중제어장치, 기타 장치 등에 대한 내용과 도시철도에 활용되고 있는 신호제어시스템의 종류별에 대하여 지식을 학습한다.

철도시스템공학을 전공하는데 필요한 기본적인 수리능력을 바탕으로 산업현장에서 수집된 다양한 데이터(자원)를 어떻게 해야 가장 유효적절하게 각종 용도에 배분할 수 있는가 하는 최적배치와 여러 지역에서 다른 여러 목적지로 인력 및 상품을 운송할 때 그 운임을 최소화하는 수송문제 등 철도시스템공학 전공에 필요한 최적화 이론을 통합 특화하여 전공 교육의 효율성을 극대화 한다.

일반적인 전기기기이외에 현재 등장하고 있는 특수한 전동기에 대한 원리 및 응용, 특성 등에 대하여 심도 있게 다룬다. 이러한 전동기의 설계 및 해석에 대하여도 등가회로적인 해석적 접근 방식에 의해 특성을 해석을 통하여 설계가 가능하도록 능력을 배양하고자한다.

최근 전기차의 고속화 대용량화, 운전시격 단축으로 대용량 고속화됨에 따라 전차선로의 성능, 신뢰도, 보안도의 향상 등 고도기술 개발 및 연구개발 필요성이 더욱 요구되고 있다. 가공 전차선로 시스템 과목은 전기차의 집전장치와 직접 접촉하여 전력을 공급하는 전차선등 가선설비(급전선, 조가선, 전차선, 귀선, 보호선 등)와 전차선 장치류(진동방지, 곡선당김, 교차금구, 구분장치, 장력조정장치, 인류장치 등) 및 각종 구조물(전철주, 빔, 하수강, 평행틀, 등) 로 구성된 시스템을 연구하는 학문으로서, 철도전기시스템에서 핵심 과목의 하나이다.

철도시스템공학을 전공하는데 필요한 기본적인 수리능력을 바탕으로 수집된 자료의 정리, 학률, 분포이론, 이항분포와 정규분포, 표본분포, 추정, 검정의 기초통계학 이론과 응용분야인 분산분석, 회귀분석, 통계적 품질관리 등 통계학의 활용까지 통계학의 전반적인 과정을 이해하고 통계프로그램의 사용법을 철도시스템공학 교육과정에 특화시켜 최고의 철도시스템 엔지니어를 양성함을 교육 목표로 함.

철도시스템공학전공에서 다루는 모든 교과목의 기본이 되는 선형대수, 미분방정식, 통계 등의 수학적 지식을 철도시스템공학 교육과정에 특화시켜 전문적이고 심화된 교육을 통하여 최고의 철도시스템 엔지니어를 양성함을 교육 목표로 함.

본 교과목에서는 철도에 사용되는 각종 기계요소설계 기법 및 철도의 작동원리 등을 기계공학의 기본 4대역학(재료역학, 동역학, 열역학, 유체역학)을 통해 전반적인 철도시스템을 해석하는데 필요한 공학적 기초지식을 갖추도록 하는 것이다.

전기철도는 각종 전기시스템으로 이루어져 있으며 이에 대한 설계 및 시공에 대해서 다룬다.

본 수업에서는 - 철도토목에 대한 기본 개념이해를 위하여 일반철도 및 도시철도에 대한 특성, 시스템 비교와 토목구조물 및 궤도시설물에 대한 설계기준, 차량한계, 건축한계 및 구조물 구축한계 등 철도토목의 주요기술에 대한 이해를 제고하고자 함, - 또한, 철도건설공법의 종류 및 주요 특성과 철도시설물 유지관리에 대한 교육과 기타 철도토목의 주요 기술에 사항에 대하여 건설 및 운영사례 교육을 통하여 철도기술 이해제고에 기여하고자 함.

철도시스템의 추진체, 구조체 등에 있어서 최적설계 방법과 효과 등에 대해서 소개한다.

본교과목에서는 직류기, 동기기, 유도기등의 일반기기와 달리 특수한 용도로 사용되는 특수기기에대한 구동원리 및 제어법에 대해서 공부한다. 특수기기로써는 SRM, SynRM, Linear motor, stepping Motor 등을 포함하며 이러한 기기는 일반기기와 다른 특성을 가지고 있고 응용분야도 특수한 분야에 한정되는 경우가 많으나 최근 전력전자 기술의 발달로 응용이 확대되고 있는 추세이므로 산업에서 차지하는 중요도가 높아져 있다.

열차제어시스템은 열차의 안전운행 확보와 선로의 용량증대 및 수송 능률 향상과 운전업무 자동화를 통하여 철도의 이상을 실현 시키는 시스템이며 역 구내에서 열차운전 및 입환 을 안전하고 능률적으로 수행하기위한 방법으로 열차진로제어시스템, 선행열차와의 추돌, 충돌을 방지하기위한 열차간격시스템, 운전보안 및 정보화시스템으로 구성되어 있으며 위의 시스템을 중점으로 공부한다.

전기철도는 발전기로부터 발전된 전기에너지를 전력계통을 통하여 송전을 하여 배전소에서 전기철도에 적합한 전압의 형태로 변압 또는 정류하여 사용하게 된다. 따라서 전력 전송은 전기철도의 전력계통과 전기철도의 에너지 효율에 많은 영향을 미치게 된다. 본 수업에서는 전력전송에 대한 기초적인 이론으로부터 응용에 이르기까지 넓은 범위의 엔지니어링에 대해서 배우게 된다.

전기기기는 전력에너지의 50%이상을 사용하는 대표적인 에너지 다소비 기기이다. 이러한 중요성의 갖는 전기기기의 효율을 높이고 에너지 밀도를 올리기 위해서는 전자장을 기반으로 한 해석 및 설계 기술이 필요하고 또한 효율 및 성능을 높이기 위한 제어기술이 필요하다. 본과목에서는 전기기기의 해석 및 설계 그리고 제어에 대해서 심도있게 다루게 되어 본과목을 이수한 경우 기본적인 설계법 및 제어법을 알 수 있다.

기업 경쟁력 제고 및 지속가능을 위한 활동으로서 품질 및 신뢰성경영을 이해하며, 또한 많은 신제품 개발연구, 공정기술 개발연구, 품질 및 신뢰성경영등의 활동에서 효과적인 방법인 6-시그마 방법론에 대하여 학습한다. 또한 6-시그마 구현 및 제품의 신뢰성 향상을 위한 기초통계, 신뢰성 이론, 통계적 공정관리(SPC) 및 실험계획법에 대하여 이해하며, 사례를 중심으로 품질 및 신뢰성경영을 설명한다. 주로 현장에서 제품 및 공정을 설계하는 엔지니어를 주 대상으로 강의내용을 토대로 실제 현업에 적용가능하도록 사례중심으로 강의를 진행한다.

전기에너지의 효율적인 변환을 위해 반도체소자의 스위칭특성을 이용한 변환회로 기술 및 제어를 다룬다. 전력용반도체소자의 물리적 특성을 습득케하고 이들 소자들을 이용한 전력변환회로의 해석 및 설계가 가능하도록 한다. 또한 이 회로의 출력을 최적제어할 수 있는 제어시스템의 해석 및 설계에 관한 내용도 포함된다.

전력의 발생과 정량적 취급, 전송 및 시스템의 구성과 특성에 대해 회로적인 사고를 포함하여 에너지의 수송공급을 수행하는 시스템의 개념에 대하여 강의한다. 전기에너지 전송시스템의 기본적인 구성설비의 전기적 등가 회로와 선로의 집중회로 및 분포회로의 특성정수의 산정방법등을 다루고 정상상태 및 과도상태에서의 해석에 대하여 설명한다. 또한 시스템의 안정도와 제어에 관한 이론을 다룬다.

교통공학 입장에서 철도교통의 설계와 운영에 대해서 소개한다.

교통공학 주요 사안들에 대해 배우게 된다. 일반적인 교통수단인 승용차, 버스, 철도, 항공 등에 관해 그 특성과 이용에 대한 지식을 습득하고, 최근 사회 주요 이슈에 대해 연구하고 토의한다. 교통정책이 우리 생활과 어떤 관련이 있는지 경제, 정치, 사회, 문화 전반과의 연관성에 대해 토론한다. 특히 도시의 가장 중요한 교통수단이 대중교통에 대해 과거, 현재, 미래의 역할에 대해 배우고, 향후 대중교통의 나아가야 할 길에 대해 심도 있는 토론을 한다. 강의를 통해 현재 우리나라와 세계에서 벌어지고 있는 실제 교통현안들에 대해 현황을 공부하고 해결방안에 대해 토론한다. 특히, 도시의 교통문제 해결을 위한 철도의 역할과 효용성에 대해 집중적으로 배우게 된다.

전기철도공학특론에서는 일반전기철도 전차선 가선방식과 고속전기철도 전차선 가선방식 상호간 공학적 해석과 파동전파속도 및 특성에 대하여 강의하며, 차량의 동력집중식과 동력분산식 운행시 전차선에 미치는 전기적, 기계적 특성을 중심으로 공부한다.

영구자석 전동기는 최근에 각종 추진체에 사용되는 아주 중요한 기기로써 이에 대한 설계, 제어 및 특징에 대해서 다룬다.

최근의 석유자원 고갈로 인한 신재생에너지가 많은 조명을 받고 있다. 본 과목은 신재생에너지원의 종류 및 전기적 특성, 이들의 기존의 전력 네트워크에서의 역할 및 분산전원으로서의 기능 등을 분석하고, 석유자원의 대체에너지 및 탄소저감 등의 효과를 전기공학적 입장에서 분석하는 과목이다.

영구자석전동기는 최근에 각종 고성능기기에 적용되는 특수전동기다. 영구자석 전동기는 기존의 전동기와 달리 영구자석의 형상 및 위치에 따라 성능변화가 매우많은 전동기이고 또한 제어기법에 따라 효율과 성능의 차가 많다. 본교과목에서는 영구자석의 최적설계와 최적 제어에 대해서 학습한다.

본 수업에서는 디지털신호처리에 대한 기초 이론과 그 응용에 대하여 배운다. 기초적인 이산 신호의 성질 및 주파수 해석방법을 다루고 선형 시불변 시스템의 특성을 배운다. 이산신호 푸리에 변환, 샘플링 이론, 시간 주파수 영역 시스템 해석, 디지털 필터의 특성과 설계방법 등을 다루게 된다. 이렇게 배운 신호처리 이론들이 실제 통신, 제어, 그리고 전기 분야에 어떻게 응용되는 지에 대하여 예를 들어 설명한다.

철도에 관련된 전력계통의 기본적인 해석이론을 정리하고 이를 전자계산기로 해석하기 위한 제 기법을 소개한다. 이를 위하여 전력계통의 조류계산법, 고장계산, 주파수 및 유효전력 제어, 전압 및 무효전력 제어, 안정도, 신뢰도 등을 다루며, 컴퓨터 실습을 통하여 실제 알고리즘을 적용하여 본다. Modern railway electric power systems are very large, complex and highly integrated, and increasing electric energy requires high quality and reliability level. Therefore, a systematic and integrated scheme is required to supply and control electric energy in efficient and effective manner. This course treats various topics related to the operation, control, and management of electric power and energy, which includes . Power Flow Analysis . Control of Active and Reactive Power . Fault Analysis . Analysis of Transient Stability and Voltage Stability problem

전자계 유한요소 해석 이론 습득. 전기기기의 유한요소 해석 방법 및 사례 습득. 전기기기의 최신 유한요소 해석 방법론.

전기, 전자계열의 핵심 기초 과목으로서 전기회로의 기본적인 개념과 해석법을 명확히 파악하여 앞으로 배울 전공분야에 활용토록 한다. 회로모델, 키르히호프의 법칙, 저항회로, 1차회로, 2차회로의 고유응답과 완전응답, 페이저를 이용한 정현파정상상태 해석과 다상회로를 다룬다. 물리학, 미적분학이 기초지식으로 필요하며 이 과목을 이수하면 각종 전자, 전기계의 특성을 해석 및 파악하는데 필요한 기법과 능력을 얻게 된다.