单相串励电机的转矩的瞬时表达式为：

式中 ： T——转矩瞬时值；C_T——转矩常数；

——每极磁通峰值；

——电流峰值；

——磁通滞后电流的角度

由此得出单相交流串励电机的机械特性：单相串励电机的转矩是随时间变化的，即每一瞬间的转矩大小是不同的，这和直流的电动机转矩的平稳性存在明显的差别，输出转矩实际上是平均值。

电动机在磁路未饱和时，因磁通大小和励磁电流大小成正比，故转矩和电流的二次方成正比；当电动机的磁路饱和时，电流的变化对磁通的影响很小，故转矩近似按照电流的变化而变化。启动转矩大，不容易堵转，这是这类电动机的可贵优点，适用于启动比较困难的场合。

在串励电机工作中，电机的定子和转子的漏磁通较小，在不考虑漏磁通等情况下，根据直流电机的工作特性，得到单相串励电机的转速方程：

式中：

——电动势常数；

——每极磁通；

——对电刷的接触压降

在外施电压恒定，磁路不饱和的情况下，负载增大，电枢电流相应的增大，因而磁通

和电阻压降

也增加，从转速的表达式可知，转速迅速下降；相反在空载的情况下，电流和磁通都很小，空载时转速很高，很容易损害电动机，从安全和电机的保护考虑，应该尽量的避免电机空载运行。但是对于电动工具用串励电机，因一般带着工作头，其空载转速不会太高，而且设计时常用空载转速限制在额定转速的 1.7 倍左右，对于功率很小的串励电机，因为自身转矩很大，空载转速也不会极高。负载增大，转速下降，使输出功率变化不大，不易因负载增大而使电机过载，这一特点使这类电机广泛用于负载转矩大幅度变化的场合，调速范围较宽 。

由图3 得出负载变化时转速变化情况，当负载增大时，电枢绕组中的电流相应的增大，由于定子励磁绕组是与电枢绕组是串联的，定子激磁绕组中的电流就是电枢绕组中的电流，因此也增大了，从而使磁通增大，因磁通与转速成反比，所以转速下降。电流的增大使各部分的电阻压降增大，从而使电动势下降，又造成了转速的下降。所以同直流电机的机械特性相比，单相串励电机的机械特性更软，这造成了其速度控制的难度。