Üç-fazlı akım, kalıcı mıknatıslı senkron motorun statorunun üç-fazlı simetrik sargılarına aktığında, akımın ürettiği manyetomotor kuvvet, sabit genlikli dönen bir manyetomotor kuvvet oluşturmak üzere birleşir. Genliği sabit kaldığı için, bu dönen manyetomotor kuvvetin yörüngesi, dairesel dönen manyetomotor kuvvet adı verilen bir daire oluşturur. Büyüklüğü, tek-fazlı manyetomotor kuvvetinin maksimum genliğinin tam olarak 1,5 katıdır.
Burada F dairesel dönen manyetomotor kuvvettir (T·m); Fφl, tek-fazlı manyetomotor kuvvetinin (T·m) maksimum genliğidir; k temel sarma katsayısıdır; p, motorun kutup çiftlerinin sayısıdır; N, her bobindeki seri dönüş sayısıdır; ve ben bobinden akan akımın etkin değeridir. Sabit mıknatıslı senkron motorun dönme hızı her zaman senkron hız olduğundan, rotor ana manyetik alanı ve statorun dairesel dönen manyetomotor kuvveti tarafından oluşturulan dönen manyetik alan nispeten sabit kalır. İki manyetik alan, stator ile rotor arasındaki hava boşluğunda kompozit bir manyetik alan oluşturmak üzere etkileşime girer. Bu kompozit manyetik alan, rotorun ana manyetik alanıyla etkileşime girerek motorun dönüşünü tahrik eden veya engelleyen bir elektromanyetik tork Te üretir.
Te elektromanyetik torktur (N·m); BR, rotorun ana manyetik alanıdır (T); ve Bnet hava boşluğundaki (T) kompozit manyetik alandır. Hava boşluğundaki kompozit manyetik alan ile rotorun ana manyetik alanı arasındaki farklı konumsal ilişkiler nedeniyle, sabit mıknatıslı senkron motor (PMSM) hem motor hem de jeneratör modunda çalışabilir. PMSM'nin üç çalışma durumu Şekil 3'te gösterilmektedir. Hava boşluğundaki kompozit manyetik alan, rotorun ana manyetik alanının gerisinde kaldığında, üretilen elektromanyetik tork, rotorun dönüş yönünün tersi olur; bu durumda motor elektrik üretiyor. Tersine, hava boşluğundaki kompozit manyetik alan rotorun ana manyetik alanına öncülük ettiğinde, üretilen elektromanyetik tork rotorun dönüşüyle aynı yönde olur; bu durumda motor jeneratör görevi görür. Rotorun ana manyetik alanı ile hava boşluğundaki kompozit manyetik alan arasındaki açıya güç açısı denir.
PMSM iki temel bileşenden oluşur: çok-kutuplu bir kalıcı mıknatıslı rotor ve uygun şekilde tasarlanmış sargılara sahip bir stator. Çalışma sırasında, dönen çok kutuplu sabit mıknatıslı rotor, rotor ile stator arasındaki hava boşluğunda zamanla-değişen bir manyetik akı üretir. Bu akı, stator sargı terminallerinde alternatif bir voltaj üretir ve böylece güç üretiminin temelini oluşturur. Burada tartışılan kalıcı mıknatıslı senkron motor, ferromanyetik bir çekirdeğe monte edilmiş halka- şeklinde bir kalıcı mıknatıs kullanır. Dahili sabit mıknatıslı senkron motorlar burada dikkate alınmaz. Elektrolizle kaplanmış bir ferromanyetik çekirdeğe mıknatıs yerleştirmek çok zor olduğundan, rotor ve stator çekirdeklerinde uygun kalınlıktaki mıknatıslar (500 μm) ve yüksek-performanslı manyetik malzemeler kullanılarak, önemli bir performans kaybı olmadan hava boşluğu çok büyük (300~500 μm) yapılabilir. Bu, stator sargılarının hava boşluğunda belirli bir alanı kaplamasına olanak tanır ve böylece sabit mıknatıslı senkron motorların üretimini büyük ölçüde basitleştirir.