Khi làm việc với tải không đối xứng, trong máy điện chỉ có các dòng điện thứ tự thuận và ngược còn dòng điện thứ tự không hoặc có trị số rất nhỏ hoặc không tồn tại, vì dây nối phần ứng thường nối hình sao có điểm trung tính nối đất có điện trở lớn (với mục đích bảo vệ) hoặc không nối đất. Từ trường quay do dòng điện thứ tự ngược sinh ra trong máy điện đồng bộ những hiện tượng bất lợi khiến cho máy điện làm việc trong những điều kiện khó khăn hơn như điện áp không đối xứng, tổn hao tăng và rôto nóng hơn, máy rung nhiều. Dưới đây ta lần lượt xét các hiện tượng đó.
4.2.3.1.Điện áp của máy phát điện khi làm việc ở tải không đối xứng :
Khi làm việc ở tải không đối xứng dòng điện thứ tự ngược sẽ gây nên những điện áp rơi z2I2 biểu thị bằng những véctơ có các góc khác nhau với điện áp thứ tự thuận ở các pha. Nếu vẽ đồ thị véctơ riêng biệt cho từng pha theo các phương trình (4.14) sẽ suy ra được điện áp Ua, Ub, Uc ở đầu máy phát điện đồng bộ. Các điện áp đó không đối xứng, nghĩa là trị số của chúng khác nhau và góc lệch pha với nhau khác 1200. Tình trạng đó ảnh hưởng xấu đến các hộ dùng điện, đặc biệt đối với các động cơ điện đồng bộ.
Ta chú ý rằng nếu trong máy có đặt dây quấn cản hoặc rôto và cực từ bằng thép nguyên khối thì z2 có trị số nhỏ nên điện áp không đối xứng ít hơn. Điều đó có thể giải thích được như sau : dòng điện cảm ứng trong dây quấn cản và thép rôto nguyên khối tương đối lớn sẽ sinh ra từ thông làm giảm bớt từ trường quay ngược khiến cho z2 nhỏ hơn, kết quả là điện áp được cải thiện.
4.2.3.2.Tổn hao và rôto nóng:
Khi làm việc ở tải không đối xứng, từ trừơng quay ngược sinh ra dòng điện có tần số 2f ở rôto gây thêm tổn hao ở rôto, đồng thời cũng khiến cho rôto bị nóng thêm và hiệu suất của máy bị giảm. Trong dây quấn cản hoặc rôto thép nguyên khối của máy phát tuabin hơi, dòng điện nói trên rất lớn, mặt khác do hiệu ứng bề mặt, điện trở của dây quấn cản cũng tăng, kết quả là nếu tải không đối xứng nhiều thì dây quấn cản và rôto nguyên khối sẽ nóng dữ dội. Như vậy thân rôto sẽ bị biến dạng và có khả năng làm hư hỏng cách điện của dây quấn kích thích.
Chương 4: Các chế độ vận hành của máy phát điện đồng bộ
Cần chú ý rằng trong dây quấn kích thích, dòng điện nói trên không lớn vì điệ kháng tản của dây quấn đó tương đối lớn, nên phần tăng thêm nhiệt độ của rôto máy cực lồi do dây quấn kích thích coi như không đáng kể.
4.2.3.3.Hiện tượng máy rung:
Khi tải không đối xứng, do tác dụng tương hổ giữa từ trường của cực tử với từ trường quay ngược của stato, cũng như từ trường quay thuận của stato với từ trường của các dòng điện tần số 2f, cảm ứng ở rôto sẽ sinh ra môment quay có dấu thay đổi và có lực đập mạch với tần số 2f tác dụng theo hướng tiếp tuyến ở mặt rôto và tác dụng theo hướng tâm giữa stato và rôto. Kết quả là stato và rôto có xu hướng bị biến dạng, khối lá thép ép của stato không chặt, các mối hàn khung máy bị hư hỏng, máy bị rung mạnh và ồn,…
Các hiện tượng điện áp mất đối xứng, rôto phát nóng dữ dội và máy rung nói trên càng nghiêm trọng nếu mức độ không đối xứng của tải càng nhiều. Để hạn chế các hiện tượng bất lợi nói trên, trong đó chủ yếu là hạn chế nhiệt độ tăng của rôto và mức độ rung máy, thường thì cho phép máy phát điện làm việc lâu dài với tải không đối xứng nếu dòng điện giữa các pha không vượt quá định mức và sự chênh lệch giữa các dòng điện giữa các pha không quá 10% dòng điện định mức đối với máy phát điện tuabin hơi và 20% đối với máy phát điện tuabin nước.