當單相正弦電流通過定子繞組時,電機將產生交變磁場。這種磁場的強度和方向隨時呈正弦變化,但在空間方位上是固定的,所以也叫交變脈動磁場。這種交變脈動磁場可以分解為兩個轉速相同、旋轉方向相反的旋轉磁場。當轉子靜止時,兩個旋轉磁場在轉子中產生兩個大小相等方向相反的轉矩,使得合成轉矩為零,因此電機不能旋轉。當我們用外力使電機按壹定方向旋轉(如順時針旋轉)時,轉子與順時針方向旋轉磁場之間切割磁力線的運動變小;轉子和逆時針方向的旋轉磁場之間的切割磁力線的運動變大。這樣平衡就被打破了,轉子產生的總電磁轉矩就不再為零,轉子就會向推動方向旋轉。
要使單相電機自動旋轉,我們可以在定子中加壹個起動繞組,在空間上與主繞組相差90度,起動繞組要串聯壹個合適的電容,使電流在相位上與主繞組相差約90度,這就是所謂的分相原理。這樣,兩個時間差為90度的電流流入兩個空間差為90度的繞組,就會在空間產生壹個(兩相)旋轉磁場。
在這個旋轉磁場的作用下,轉子可以自動啟動。起動後,當轉速上升到壹定水平時,起動繞組將通過安裝在轉子上的離心開關或其他自動控制裝置斷開,正常運行時只有主繞組工作。因此,可以使起動繞組短時間工作。然而,在許多情況下,起動繞組不會停止打開。我們稱這種電機為單相電機。要改變這種電機的方向,只需改變輔助繞組的接線端即可。
在單相電機中,另壹種產生旋轉磁場的方法叫做罩極法,也稱為單相罩極電機。這種電機的定子由凸極制成,有兩極和四極。每個磁極在1/3-1/4的全極面上有壹個小槽,把磁極分成兩部分,在小的部分套上壹個短路銅環,好像要把這部分磁極蓋住,所以叫罩極電機。單相繞組套在整個極上,每極的線圈串聯。連接時,它們產生的極性必須按N、S、N、S的順序排列..當定子繞組通電時,主磁通量在磁極中產生。根據楞次定律,通過短路銅環的主磁通在銅環中產生感應電流,該感應電流在相位上滯後於主磁通90度。這個電流產生的磁通在相位上也滯後於主磁通,相當於電容電機的啟動繞組,從而產生旋轉磁場使電機旋轉。