Když do třífázových symetrických vinutí statoru synchronního motoru s permanentními magnety teče třífázový proud, magnetomotorická síla generovaná proudem se spojí a vytvoří rotující magnetomotorickou sílu s konstantní amplitudou. Protože jeho amplituda zůstává konstantní, trajektorie této rotující magnetomotorické síly tvoří kruh, nazývaný kruhová rotující magnetomotorická síla. Jeho velikost je přesně 1,5násobek maximální amplitudy jednofázové magnetomotorické síly.
Kde, F je kruhová rotační magnetomotorická síla (T·m); Fφl je maximální amplituda jednofázové -magnetomotorické síly (T·m); k je základní koeficient vinutí; p je počet pólových párů motoru; N je počet závitů v sérii v každé cívce; a I je efektivní hodnota proudu procházejícího cívkou. Protože rychlost otáčení synchronního motoru s permanentními magnety je vždy synchronní rychlostí, zůstává hlavní magnetické pole rotoru a rotační magnetické pole generované kruhovou rotační magnetomotorickou silou statoru relativně stacionární. Dvě magnetická pole interagují a vytvářejí složené magnetické pole ve vzduchové mezeře mezi statorem a rotorem. Toto složené magnetické pole interaguje s hlavním magnetickým polem rotoru a vytváří elektromagnetický točivý moment Te, který buď pohání nebo brání otáčení motoru.
Kde Te je elektromagnetický točivý moment (N·m); BR je hlavní magnetické pole rotoru (T); a Bnet je složené magnetické pole ve vzduchové mezeře (T). Vzhledem k různým polohovým vztahům mezi složeným magnetickým polem ve vzduchové mezeře a hlavním magnetickým polem rotoru může synchronní motor s permanentními magnety (PMSM) pracovat v režimu motoru i generátoru. Tři provozní stavy PMSM jsou znázorněny na obrázku 3. Když složené magnetické pole ve vzduchové mezeře zaostává za hlavním magnetickým polem rotoru, generovaný elektromagnetický moment je opačný než směr otáčení rotoru; v tomto stavu motor vyrábí elektřinu. Naopak, když složené magnetické pole ve vzduchové mezeře vede hlavní magnetické pole rotoru, generovaný elektromagnetický moment je ve stejném směru jako rotace rotoru; v tomto stavu motor pracuje jako generátor. Úhel mezi hlavním magnetickým polem rotoru a složeným magnetickým polem ve vzduchové mezeře se nazývá výkonový úhel.
PMSM se skládá ze dvou klíčových součástí: multi-polarizovaného rotoru s permanentním magnetem a statoru s vhodně navrženým vinutím. Během provozu rotující multipolární rotor s permanentním magnetem generuje časově -proměnný magnetický tok ve vzduchové mezeře mezi rotorem a statorem. Tento tok generuje střídavé napětí na svorkách vinutí statoru a tvoří tak základ pro výrobu energie. Zde diskutovaný synchronní motor s permanentními magnety používá prstencový-permanentní magnet namontovaný na feromagnetickém jádru. Synchronní motory s vnitřním permanentním magnetem zde nejsou uvažovány. Protože zapuštění magnetu do galvanicky pokoveného feromagnetického jádra je velmi obtížné, použitím magnetů vhodné tloušťky (500 μm) a vysoce výkonných magnetických materiálů v jádrech rotoru a statoru lze vzduchovou mezeru vytvořit velmi velkou (300~500 μm) bez výrazné ztráty výkonu. To umožňuje vinutí statoru zabírat určitý prostor ve vzduchové mezeře, čímž se značně zjednodušuje výroba synchronních motorů s permanentními magnety.