L’objectif
de cette thèse est de fournir une méthodologie de conception optimale
de systèmes mécatroniques dans le cadre du projet M2EI afférent
au véhicule hybride. L’approche proposée combine un ensemble de
modèles multiphysiques couplés avec des optimiseurs paramétriques.
La méthode
est appliquée premièrement au dimensionnement optimal de moteurs-générateurs
synchrones brushless à aimants enterrés et bobinage réparti. Le
modèle magnétique utilisé prend en compte la saturation croisée
en associant éléments finis 2D avec la théorie de Park tout en estimant
les pertes fer en régime défluxé au moyen du modèle de Bertotti.
Le modèle thermique est un réseau nodal en 3D. Le modèle mécanique
réside dans un calcul de résistance des matériaux en statique. Enfin,
le modèle électrique est basé sur une commande en couple de la machine
avec recherche du courant optimal minimisant les pertes totales
sur chaque point de fonctionnement. Un dimensionnement optimal sur
un cahier des charges de type alterno-démarreur montre l’intérêt
du modèle thermique face à un modèle à base de densités de courant
ne prenant pas en compte les échauffements liés aux pertes fer.
La seconde
application concerne le remplacement d’un système bague balais de
machines synchrones à rotor bobiné par un système de transmission
d’énergie sans contact : un transformateur tournant. La méthode
proposée favorise la comparaison de la topologie des convertisseurs
mis en jeux en intégrant un modèle électrique fin sous SimPower
dans la boucle d’optimisation. Elle met en exergue les convertisseurs
de type double Forward et pont complet en pleine onde décalée face
à un pont complet MLI pour des applications embarquées.
