与活塞式膨胀机相连的电动机在启动时带动膨胀机转动，为什么在正常工作时却成为发电机输出电能?

我们知道，从发电厂发出的交流电是按一定规律变化的，每秒钟变化的次数叫电网的频率。我国电网的频率规定为50周/秒，也叫50赫兹(Hz)。电动机的转速与电网的频率有关。如果电动机的磁极为两个极，它的转速为：频率× 60s/min=3000r/min。这个转速叫同步转速，同步电机的转速就是与电网同步。而异步电机的转速与同步转速略有差别，我们从异步电机的铭牌上可看到它的转速为2950r/min等。异步电机的特点是，当它的转速低于同步转速时，是起电动机的作用，从电网输入电能，电动机输出功，拖动其他机器工作。但是，当由外部机械(如膨胀机等原动机)带动异步电机旋转时，则电机的转速就会升高。当它的转速超过同步转速时，则电机就自动转入发电机的工作状态，此时消耗机械功而向电网输出电能。

与活塞式膨胀机相连的电动机在合闸时，膨胀机尚未进气，因此是电机带动膨胀机旋转，这时的电机转速一定是低于同步转速的。当膨胀机进气后，气体推动活塞对外做功。这时，膨胀机的旋转已不需要消耗外功，反而是膨胀机输出功带动电机转动，因此电机转速将升高。由于电机仍与电网相通，当电机转速超过同步转速时，就自动地向电网输出电能，电机成了膨胀机的“负载”，转速略高于同步转速而不会无限止升高。如果电网断电或电机损坏，膨胀机对外作的功无法通过电机向电网输出，膨胀机失去制动力矩，就会出现膨胀机“飞车”现象。