Kui püsimagnetiga sünkroonmootori staatori kolme-faasi sümmeetrilisse mähisesse voolab kolme-faasiline vool, ühineb voolu tekitatud magnetmotoorjõud, moodustades konstantse amplituudiga pöörleva magnetomotoorjõu. Kuna selle amplituud jääb konstantseks, moodustab selle pöörleva magnetomotoorjõu trajektoor ringi, mida nimetatakse ringikujuliseks pöörlevaks magnetomotoorjõuks. Selle suurus on täpselt 1,5 korda suurem kui ühefaasilise magnetmotoorjõu maksimaalne amplituud.
kus F on ringikujuline pöörlev magnetomotoorjõud (T·m); Fφl on ühe-faasilise magnetomotoorjõu (T·m) maksimaalne amplituud; k on põhimähise koefitsient; p on mootori pooluste paaride arv; N on iga mähise järjestikuste keerdude arv; ja I on pooli läbiva voolu efektiivne väärtus. Kuna püsimagnetiga sünkroonmootori pöörlemiskiirus on alati sünkroonkiirus, jäävad rootori põhimagnetväli ja staatori ringikujulise pöörleva magnetomotoorjõu tekitatud pöörlev magnetväli suhteliselt paigale. Kaks magnetvälja interakteeruvad, moodustades staatori ja rootori vahelises õhupilus komposiitmagnetvälja. See komposiitmagnetväli interakteerub rootori peamise magnetväljaga, tekitades elektromagnetilise pöördemomendi Te, mis kas käivitab või takistab mootori pöörlemist.
kus Te on elektromagnetiline pöördemoment (N·m); BR on rootori peamine magnetväli (T); ja Bnet on liitmagnetväli õhupilus (T). Tänu õhupilus oleva komposiitmagnetvälja ja rootori põhimagnetvälja erinevatele asendisuhetele saab püsimagneti sünkroonmootor (PMSM) töötada nii mootori kui ka generaatori režiimis. PMSM-i kolm tööolekut on näidatud joonisel 3. Kui õhupilu komposiitmagnetväli jääb rootori põhimagnetväljast maha, on tekitatud elektromagnetiline pöördemoment vastupidine rootori pöörlemissuunale; selles olekus toodab mootor elektrit. Ja vastupidi, kui õhupilus olev komposiitmagnetväli juhib rootori põhimagnetvälja, on tekitatud elektromagnetiline pöördemoment samas suunas kui rootori pöörlemine; selles olekus töötab mootor generaatorina. Nurka rootori põhimagnetvälja ja õhupilus oleva komposiitmagnetvälja vahel nimetatakse võimsusnurgaks.
PMSM koosneb kahest põhikomponendist: multi-polariseeritud püsimagnetrootorist ja sobivalt projekteeritud mähistega staatorist. Töö ajal tekitab pöörlev mitmepolaarne püsimagnetrootor rootori ja staatori vahelises õhupilus ajas muutuva{2}}magnetvoo. See voog tekitab staatori mähise klemmides vahelduvpinge, moodustades seega aluse energia tootmiseks. Siin käsitletav püsimagnetiga sünkroonmootor kasutab ferromagnetilisele südamikule kinnitatud rõngakujulist{5}}püsimagnetit. Sisemisi püsimagnetilisi sünkroonmootoreid siin ei käsitleta. Kuna magneti sisestamine galvaniseeritud ferromagnetilisse südamikusse on väga keeruline, saab sobiva paksusega (500 μm) magneteid ja suure -jõudlusega magnetmaterjale kasutades rootori- ja staatori südamikus muuta õhupilu väga suureks (300–500 μm) ilma märkimisväärse jõudluse vähenemiseta. See võimaldab staatori mähistel hõivata õhupilus teatud ruumi, lihtsustades seega oluliselt püsimagnetitega sünkroonmootorite valmistamist.