サイリスタによる整流回路

下記問題で位相が0~α、π～π+αでedがマイナスになっているのが、分かりません。
全波整流回路なので、負荷の上が必ずプラスになるのに何故マイナスになるのでしょうか?
http://www.jikkyo.co.jp/kakomon/denken3_kakomon/ …

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2015/07/16 17:09

抵抗 R と、コイルのインダクタンス L とで、全体のインピーダンス Z は

　　Z = R + jωL　　（１）

になります。このとき、電流と電圧との関係は

　　vd = id * Z

となります。つまり、（１）に複素数成分がある分、電流と電圧との位相がズレます。

　位相のズレ（位相差） α は、

　　tan(α) = ωL / R

となります。問題のグラフは、電圧（vd）を基準にしていますので、電流（id）はこの「α」だけ進んでいることになります。

　サイリスタは、「電流」に対してオン・オフしますので、位相角「α」ズレたところでオン・オフすることになります。

　電圧（vd）は位相差分だけズレて推移しますので、一部マイナスになります。
　電圧（vd）がマイナスになるのは、コイルに逆起電力が生じるためで、抵抗 R に流れる電流 id とで生じる電圧「R*id」よりも大きな逆起電力を生じているということです。

　交流回路で、コンデンサーやコイルが存在するときには、「電圧と電流の位相がズレる」ということをきちんと理解しましょう。

No.1 回答者： rnakamra 回答日時： 2015/07/16 15:42

全波整流されて向きが一方向になるのは電流だけです。

電圧の向きと電流の向きが一致しなければならない必然性はありません。
負荷が誘導性である場合や容量性である場合は電流の向きと電圧の向きが一致しない場合が出てきます。
(極端な場合ですと交流にコンデンサを直接つなげると電圧と電流の位相がπ/2ずれます)

今回の問題の場合、負荷にインダクタが含まれる誘導性の負荷となっています。
この場合は電流が減る状況においては逆起電力の分の電圧がインダクタの両端に発生、そのため負荷全体にかかる電圧がマイナスになる場合があります。