單相異步電動機的單相定子繞組，當(dāng)通入正弦交流電時，會產(chǎn)生一個交變的脈動磁場，如下圖所示。
這個磁場也是按正弦規(guī)律變化的，磁感應(yīng)強度的幅值bm為i=im時(t2瞬間)定子繞組軸線上的磁感應(yīng)強度，磁場的軸線即為定子繞組的軸線，在空間保持固定位置。
單相異步電動機中的磁場與三相異步電動機中的旋轉(zhuǎn)磁場不同。
振幅為bm的一個單相交變脈動磁場，可以分解成幅值恒定（等于bm）、轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)運(n0=轉(zhuǎn)/分)、但轉(zhuǎn)向相反的兩個旋轉(zhuǎn)磁場。因此由單相異步電動機的定子繞組產(chǎn)生的單相脈動磁場分解為幅值相等(都等于脈動磁場振幅的一半)、轉(zhuǎn)速相同(都為同步速)、但轉(zhuǎn)向相反的兩個波幅恒定的旋轉(zhuǎn)磁場和，即：==bm
在t=0時，兩個旋轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強度矢量和相反, 故其合成磁感應(yīng)強度b=0。到t =t1時，和按相反方向各自在空間轉(zhuǎn)過ωt1角度，故其合成磁感應(yīng)強度：
b=sinωt1＋sinωt1=2×sinωt1= bmsinωt
由此可見，在任何瞬時t,合成磁感應(yīng)強度應(yīng)為：b= bmsinωt
如果電動機的轉(zhuǎn)子是靜止的，則分解而成的兩個轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場分別在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出大小相等、方向相反的電動勢和電流，因此產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也是大小相等，方向相反，從而互相抵消。也就是說, 起動轉(zhuǎn)矩為零。這是單相異步電動機的特點，也是其缺點之一。
但是，如果將電動機的轉(zhuǎn)子推動一下，那么電動機就會繼續(xù)轉(zhuǎn)動下去。因為與電動機轉(zhuǎn)向相同的正向旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的作用和三相異步電動機一樣，它對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率和轉(zhuǎn)子頻率分別為；
= 和 =
而反向旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子間的相對轉(zhuǎn)速很大，轉(zhuǎn)差率為：
====2－
因此反向旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢很大，電流的頻率：
==（2－）≈2
也很大，差不多是電源頻率的兩倍。在此頻率下，轉(zhuǎn)子的感抗也很大，而決定轉(zhuǎn)矩大小的i2cosφ2則很小。
單相異步電動機的兩個轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(對應(yīng)于磁感應(yīng)強度和)，分別同轉(zhuǎn)子作用產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩為t'和t，它們大小不等(t<<t') ，方向相反。它們與轉(zhuǎn)差率s的關(guān)系跟普通三相異步電動機相似，可用下圖所示的t=f(s)曲線表示。
由圖可見，在0<< 1范圍內(nèi), 對于正向旋轉(zhuǎn)磁場來說，電機運行于電動機狀態(tài)，t'是驅(qū)動轉(zhuǎn)矩；但對反向旋轉(zhuǎn)磁場，電機運行于電磁制動狀態(tài)，t為一制動轉(zhuǎn)矩，因比合成轉(zhuǎn)矩t=t'－t>0，在該合成轉(zhuǎn)矩的作用下,電動機轉(zhuǎn)子得以繼續(xù)轉(zhuǎn)動。同理，在0<< 1范圍內(nèi)，則t'為制動轉(zhuǎn)矩，而t驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，合成轉(zhuǎn)矩t=t'－t<0，使電動機制動或反轉(zhuǎn)。可見在s=1兩邊，合成轉(zhuǎn)矩曲線t=f(s)是對稱的。當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時, s=l，合成轉(zhuǎn)矩為零，因此電動機沒有起動轉(zhuǎn)矩；當(dāng)電動機轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速正向旋轉(zhuǎn)時，電動機的合成轉(zhuǎn)矩為正, 驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速反向旋轉(zhuǎn)時，合成轉(zhuǎn)矩為負(fù)，其方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向一致，仍為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。這說明定子上只有一個工作繞組的單相異步電動機沒有固定的轉(zhuǎn)向，在兩個方向都可以旋轉(zhuǎn)，運行時的轉(zhuǎn)向決定于起動時的轉(zhuǎn)動方向。只要借助于外力或采取某一措施使轉(zhuǎn)子沿某一方向轉(zhuǎn)動起來，轉(zhuǎn)子就將沿該方向繼續(xù)升速，直到合成電磁轉(zhuǎn)矩與總負(fù)載制動轉(zhuǎn)矩相平衡時，轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定下來。
由于單相異步電動機中存在著正、反轉(zhuǎn)兩個磁場，它的功率因數(shù)、效率和過載能力均比同容量的三相異步電動機要低些。