Quan el corrent trifàsic flueix als-bobinats simètrics trifàsics de l'estator d'un motor síncron d'imant permanent, la força magnetomotriu generada pel corrent es combina per formar una força magnetomotriu giratòria amb una amplitud constant. Com que la seva amplitud es manté constant, la trajectòria d'aquesta força magnetomotriu giratòria forma un cercle, anomenat força magnetomotriu circular giratòria. La seva magnitud és exactament 1,5 vegades l'amplitud màxima de la força magnetomotriu monofàsica-.
On, F és la força magnetomotriu de rotació circular (T·m); Fφl és l'amplitud màxima de la -força magnetomotriu monofàsica (T·m); k és el coeficient de bobinatge fonamental; p és el nombre de parells de pols del motor; N és el nombre de voltes en sèrie a cada bobina; i I és el valor efectiu del corrent que circula per la bobina. Com que la velocitat de rotació del motor síncron d'imant permanent és sempre la velocitat síncrona, el camp magnètic principal del rotor i el camp magnètic giratori generat per la força magnetomotriu rotativa circular de l'estator romanen relativament estacionaris. Dos camps magnètics interactuen per formar un camp magnètic compost a l'entrefer entre l'estator i el rotor. Aquest camp magnètic compost interacciona amb el camp magnètic principal del rotor, generant un parell electromagnètic Te que impulsa o impedeix la rotació del motor.
On Te és el parell electromagnètic (N·m); BR és el camp magnètic principal (T) del rotor; i Bnet és el camp magnètic compost a l'entrefer (T). A causa de les diferents relacions de posició entre el camp magnètic compost a l'espai d'aire i el camp magnètic principal del rotor, el motor síncron d'imant permanent (PMSM) pot funcionar tant en modes de motor com de generador. Els tres estats de funcionament del PMSM es mostren a la figura 3. Quan el camp magnètic compost del buit d'aire queda endarrerit del camp magnètic principal del rotor, el parell electromagnètic generat és oposat a la direcció de rotació del rotor; en aquest estat, el motor està generant electricitat. Per contra, quan el camp magnètic compost a l'espai d'aire condueix al camp magnètic principal del rotor, el parell electromagnètic generat és en la mateixa direcció que la rotació del rotor; en aquest estat, el motor funciona com a generador. L'angle entre el camp magnètic principal del rotor i el camp magnètic compost a l'entrefer s'anomena angle de potència.
El PMSM consta de dos components clau: un rotor d'imant permanent multi-polaritzat i un estator amb bobinatges dissenyats adequadament. Durant el funcionament, el rotor d'imant permanent multipolar giratori genera un flux magnètic variable en el temps-a l'entrefer entre el rotor i l'estator. Aquest flux genera una tensió alterna als terminals del bobinat de l'estator, formant així la base per a la generació d'energia. El motor síncron d'imant permanent que es parla aquí utilitza un imant permanent en forma d'anell-muntat en un nucli ferromagnètic. Els motors síncrons d'imants permanents interns no es consideren aquí. Com que incrustar un imant en un nucli ferromagnètic galvanitzat és molt difícil, utilitzant imants de gruix adequat (500 μm) i materials magnètics d'alt rendiment -al nucli del rotor i l'estator, el buit d'aire es pot fer molt gran (300 ~ 500 μm) sense pèrdua de rendiment significativa. Això permet que els bobinatges de l'estator ocupin un cert espai al buit d'aire, simplificant així molt la fabricació de motors síncrons d'imants permanents.