Kada tro-fazna struja teče u trofazne simetrične namotaje statora sinhronog motora s permanentnim magnetom, magnetomotorna sila koju stvara struja kombinuje se da formira rotirajuću magnetomotornu silu sa konstantnom amplitudom. Budući da njena amplituda ostaje konstantna, putanja ove rotirajuće magnetomotorne sile formira krug, koji se naziva kružna rotirajuća magnetomotorna sila. Njegova veličina je tačno 1,5 puta veća od maksimalne amplitude jednofazne magnetomotorne sile.
gdje je F kružna rotaciona magnetomotorna sila (T·m); Fφl je maksimalna amplituda jednofazne magnetomotorne sile (T·m); k je osnovni koeficijent namotaja; p je broj parova polova motora; N je broj zavoja u seriji u svakoj zavojnici; a I je efektivna vrijednost struje koja teče kroz kalem. Budući da je brzina rotacije sinhronog motora s permanentnim magnetom uvijek sinhrona brzina, glavno magnetsko polje rotora i rotirajuće magnetsko polje koje stvara kružna rotirajuća magnetomotorna sila statora ostaju relativno nepokretni. Dva magnetna polja u interakciji formiraju kompozitno magnetno polje u vazdušnom prostoru između statora i rotora. Ovo kompozitno magnetno polje je u interakciji sa glavnim magnetnim poljem rotora, stvarajući elektromagnetski moment Te koji pokreće ili ometa rotaciju motora.
gdje je Te elektromagnetski moment (N·m); BR je glavno magnetno polje rotora (T); a Bnet je kompozitno magnetno polje u vazdušnom rasporu (T). Zbog različitih pozicionih odnosa između kompozitnog magnetnog polja u zračnom procjepu i glavnog magnetnog polja rotora, sinhroni motor s permanentnim magnetom (PMSM) može raditi i u motornom i u generatorskom režimu. Tri radna stanja PMSM-a prikazana su na slici 3. Kada kompozitno magnetno polje u vazdušnom zazoru zaostaje za glavnim magnetnim poljem rotora, generisani elektromagnetski moment je suprotan smeru rotacije rotora; u ovom stanju, motor proizvodi električnu energiju. Suprotno tome, kada kompozitno magnetno polje u zračnom zazoru vodi glavno magnetsko polje rotora, generirani elektromagnetski moment je u istom smjeru kao i rotacija rotora; u ovom stanju, motor radi kao generator. Ugao između glavnog magnetnog polja rotora i kompozitnog magnetnog polja u vazdušnom rasporu naziva se ugao snage.
PMSM se sastoji od dvije ključne komponente: više-polariziranog rotora s permanentnim magnetom i statora s prikladno dizajniranim namotajima. Tokom rada, rotirajući multipolarni rotor s permanentnim magnetom stvara vremenski-promjenjiv magnetni tok u zračnom procjepu između rotora i statora. Ovaj tok stvara izmjenični napon na terminalima namotaja statora, čineći tako osnovu za proizvodnju energije. Sinhroni motor s permanentnim magnetom koji se ovdje razmatra koristi trajni magnet u obliku prstena- postavljen na feromagnetno jezgro. Ovdje se ne razmatraju sinhroni motori s unutarnjim permanentnim magnetima. Budući da je ugrađivanje magneta u galvanizirano feromagnetno jezgro vrlo teško, korištenjem magneta odgovarajuće debljine (500 μm) i magnetnih materijala visokih{9}}učinaka u jezgri rotora i statora, zračni jaz se može učiniti vrlo velikim (300~500 μm) bez značajnog gubitka performansi. To omogućava namotajima statora da zauzmu određeni prostor u zračnom zazoru, čime se uvelike pojednostavljuje proizvodnja sinhronih motora s permanentnim magnetima.