Amikor három-fázisú áram folyik egy állandó mágneses szinkronmotor állórészének három-fázisú szimmetrikus tekercsébe, az áram által generált magnetomotoros erő állandó amplitúdójú forgó magnetomotoros erőt alkot. Mivel amplitúdója állandó marad, ennek a forgó magnetomotoros erőnek a pályája kört alkot, amelyet körkörösen forgó magnetomotoros erőnek neveznek. Nagysága pontosan másfélszerese az egyfázisú magnetomotoros erő maximális amplitúdójának.
ahol F a körkörösen forgó magnetomotoros erő (T·m); Fφl az egy-fázisú magnetomotoros erő (T·m) maximális amplitúdója; k az alaptekercselési együttható; p a motor póluspárjainak száma; N az egyes tekercsekben sorba kapcsolt menetek száma; és I a tekercsen átfolyó áram effektív értéke. Mivel az állandó mágneses szinkronmotor forgási sebessége mindig a szinkron fordulatszám, a forgórész fő mágneses tere és az állórész körkörösen forgó mágneses hajtóereje által generált forgó mágneses tér viszonylag mozdulatlan marad. Két mágneses mező kölcsönhatásba lépve kompozit mágneses mezőt alkot az állórész és a forgórész közötti légrésben. Ez az összetett mágneses tér kölcsönhatásba lép a forgórész fő mágneses mezőjével, és olyan Te elektromágneses nyomatékot hoz létre, amely meghajtja vagy akadályozza a motor forgását.
ahol Te az elektromágneses nyomaték (N·m); BR a forgórész fő mágneses tere (T); és Bnet az összetett mágneses mező a légrésben (T). A légrésben lévő kompozit mágneses tér és a forgórész fő mágneses tere közötti eltérő helyzetviszonyok miatt az állandó mágneses szinkronmotor (PMSM) motoros és generátoros üzemmódban is működhet. A PMSM három működési állapota a 3. ábrán látható. Ha a légrésben lévő kompozit mágneses tér elmarad a forgórész fő mágneses mezőjétől, a generált elektromágneses nyomaték ellentétes a forgórész forgási irányával; ebben az állapotban a motor áramot termel. Ezzel szemben, amikor a légrésben lévő kompozit mágneses mező a forgórész fő mágneses mezőjét vezeti, a generált elektromágneses nyomaték azonos irányú a forgórész forgásával; ebben az állapotban a motor generátorként működik. A forgórész fő mágneses tere és a légrésben lévő összetett mágneses mező közötti szöget teljesítményszögnek nevezzük.
A PMSM két kulcselemből áll: egy több-polarizált állandó mágneses rotorból és egy állórészből, megfelelően kialakított tekercsekkel. Működés közben a forgó többpólusú állandó mágneses rotor időben változó mágneses fluxust hoz létre a forgórész és az állórész közötti légrésben. Ez a fluxus váltakozó feszültséget hoz létre az állórész tekercselési kapcsain, így az energiatermelés alapját képezi. Az itt tárgyalt állandó mágneses szinkronmotor gyűrű alakú, ferromágneses magra szerelt állandó mágnest használ. A belső állandó mágneses szinkronmotorokat itt nem vesszük figyelembe. Mivel nagyon nehéz mágnest beágyazni egy galvanizált ferromágneses magba, megfelelő vastagságú (500 μm) mágnesek és nagy -teljesítményű mágneses anyagok használatával a rotor és az állórész magjaiban a légrés nagyon nagyra (300–500 μm) tehető jelentős teljesítményveszteség nélkül. Ez lehetővé teszi, hogy az állórész tekercsei egy bizonyos helyet elfoglaljanak a légrésben, így nagyban leegyszerűsítve az állandó mágneses szinkronmotorok gyártását.