Controladores repetitivos convencionais não são adequados para aplicações onde os sinais de referência ou os distúrbios são periódicos mas cuja frequência fundamental pode sofrer modificações. Contudo, esta é uma situação frequentemente encontrada em aplicações de inversores de tensão modulados por largura de pulso alimentando cargas não-lineares ou conectados à rede elétrica. Várias propostas para a mitigação deste problema são encontradas na literatura especializada, mas não se reporta estudos analisando-as comparativamente. Neste sentido, este trabalho apresenta uma análise comparativa de três controladores repetitivos modificados desenvolvidos para resolver este problema. São considerados os seguintes métodos: i) ajuste contínuo da taxa de amostragem, ii) truncamento do número de amostras por ciclo da referência para o número inteiro mais próximo e iii) ajuste de uma taxa de amostragem fictícia de modo a manter constante o número de amostras do controlador por ciclo da referência. Estas abordagens são descritas em detalhes e os seus desempenhos são discutidos com base em resultados experimentais obtidos em dois protótipos distintos, que foram criteriosamente projetados para operar em altas e baixas frequências de comutação.

Conventional repetitive controllers are not suitable for applications were reference or disturbances are periodic where its fundamental frequency is subject to variation. However, this is a situation commonly encountered in applications of pulse-width modulated inverters feeding nonlinear loads or connected to the grid. Several approaches to mitigate this problem have been proposed in the literature, but there is no studies with comparative analysis among them. This paper provides a comparative analysis of three modified repetitive controllers developed to solve this problem. The following methods are covered in the analysis: i) continuous adjustment of the sampling rate; ii) truncation of the number of samples per reference cycle to the nearest integer and iii) adjustment of a fictitious sampling rate in order to maintain constant the number of samples of the controller per reference cycle. These existing approaches are depicted in details and its performances are discussed based on the experimental results obtained in two experimental prototypes, which had been carefully designed to operate at low and high switching frequencies.

Controladores repetitivos têm se mostrado eficazes na rejeição de distúrbios cíclicos em inversores de tensão modulados por largura de pulso. Contudo, observa-se que estes controladores têm seu desempenho comprometido caso seu período não seja sincronizado com o período do sinal de referência, o que restringe o seu uso em aplicações de freqüência variável. Para mitigar este problema, é proposta uma modificação nestes controladores para adequá-los à aplicações com referência senoidal de freqüência variável. O algoritmo proposto é simples, sendo apenas ajustados o comprimento das memórias circulares e os ponteiros empregados para endereçá-las nos controladores repetitivos convencionais. Resultados experimentais, obtidos em dois protótipos com especifiações distintas, são apresentados para validar a técnica proposta.

Repetitive controllers have demonstrated efficacy in the rejection of cyclic disturbances in pulse-width modulated voltage-source inverters. However, the performance of these controllers is compromised if their period are not synchronized with the period of the reference signal. This drawback restrict their use in variable frequency applications. In order to mitigate this problem, it is proposed a modification in these controllers to make them suitable for sinusoidal references with variable frequency. The proposed algorithm is simple given that is only performed a chance in the length of circular buffers and in the pointer used to address them. Experimental results, obtained with two different prototypes, are presented to validate the proposed technique.

Este artigo apresenta uma metodologia sistematizada de projeto de filtros de saída de segunda ordem para inversores que sintetizam tensões senoidais através de modulação por largura de pulso (PWM) digital. O propósito desta metodologia é o de determinar os parâmetros do filtro que assegure a especificação da máxima taxa de distorção harmônica total (THD) admissível nas tensões de saída do inversor PWM, para cargas lineares e não-lineares. A metodologia proposta é discutida em detalhes, incluindo a descrição das etapas necessárias para a derivação do procedimento de projeto para diferentes topologias de inversores de tensão e o procedimento para obtenção das curvas necessárias para o projeto. Finalizando, são apresentados alguns exemplos de projeto para topologias de inversores monofásicos e trifásicos com saída a três fios e a quatro fios. Resultados experimentais são apresentados para demonstrar a validade da metodologia de projeto proposta.

This paper presents a systematized methodology of second-order output filter for inverters that synthesize sinusoidal voltage waveforms through digital pulse-width modulation (PWM). The objective of this methodology is to determine the largest corner frequency of the filter that ensure the specification of the maximum total harmonic distortion (THD) admissible in the output voltages of the PWM inverter, for linear and non-linear loads. The proposed methodology is discussed in detail, including the description of the required steps for the derivation of the design procedure for different topologies of voltage inverters and the procedure to obtain the design curve. Finally, it is presented some design examples for single-phase, three-phase three-wire and three-phase four-wire filters topologies. Experimental results have been provided to demonstrate the validity of the proposed design methodology.