Όταν το ρεύμα τριών φάσεων ρέει στις τριφασικές Επειδή το πλάτος του παραμένει σταθερό, η τροχιά αυτής της περιστρεφόμενης μαγνητοκινητικής δύναμης σχηματίζει έναν κύκλο, που ονομάζεται κυκλική περιστρεφόμενη μαγνητοκινητική δύναμη. Το μέγεθός του είναι ακριβώς 1,5 φορές το μέγιστο πλάτος της μονοφασικής μαγνητοκινητικής δύναμης.
Όπου, F είναι η κυκλική περιστρεφόμενη μαγνητοκινητική δύναμη (T·m). Fφl είναι το μέγιστο πλάτος της μονοφασικής μαγνητοκινητικής δύναμης (T·m). k είναι ο θεμελιώδης συντελεστής περιέλιξης. p είναι ο αριθμός των ζευγών πόλων του κινητήρα. N είναι ο αριθμός των στροφών σε σειρά σε κάθε πηνίο. και I είναι η πραγματική τιμή του ρεύματος που διαρρέει το πηνίο. Δεδομένου ότι η ταχύτητα περιστροφής του σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη είναι πάντα η σύγχρονη ταχύτητα, το κύριο μαγνητικό πεδίο του ρότορα και το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από την κυκλική περιστρεφόμενη μαγνητοκινητική δύναμη του στάτορα παραμένουν σχετικά ακίνητα. Δύο μαγνητικά πεδία αλληλεπιδρούν για να σχηματίσουν ένα σύνθετο μαγνητικό πεδίο στο διάκενο αέρα μεταξύ του στάτορα και του ρότορα. Αυτό το σύνθετο μαγνητικό πεδίο αλληλεπιδρά με το κύριο μαγνητικό πεδίο του ρότορα, δημιουργώντας μια ηλεκτρομαγνητική ροπή Te που είτε οδηγεί είτε εμποδίζει την περιστροφή του κινητήρα.
Όπου Te είναι η ηλεκτρομαγνητική ροπή (N·m); Το BR είναι το κύριο μαγνητικό πεδίο του ρότορα (T). και Bnet είναι το σύνθετο μαγνητικό πεδίο στο διάκενο αέρα (T). Λόγω των διαφορετικών σχέσεων θέσης μεταξύ του σύνθετου μαγνητικού πεδίου στο διάκενο αέρα και του κύριου μαγνητικού πεδίου του ρότορα, ο σύγχρονος κινητήρας μόνιμου μαγνήτη (PMSM) μπορεί να λειτουργεί τόσο σε λειτουργία κινητήρα όσο και σε λειτουργία γεννήτριας. Οι τρεις καταστάσεις λειτουργίας του PMSM φαίνονται στο Σχήμα 3. Όταν το σύνθετο μαγνητικό πεδίο στο διάκενο αέρα υστερεί σε σχέση με το κύριο μαγνητικό πεδίο του ρότορα, η ηλεκτρομαγνητική ροπή που δημιουργείται είναι αντίθετη από την κατεύθυνση περιστροφής του ρότορα. Σε αυτή την κατάσταση, ο κινητήρας παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Αντίθετα, όταν το σύνθετο μαγνητικό πεδίο στο διάκενο αέρα οδηγεί το κύριο μαγνητικό πεδίο του ρότορα, η παραγόμενη ηλεκτρομαγνητική ροπή είναι στην ίδια κατεύθυνση με την περιστροφή του ρότορα. Σε αυτή την κατάσταση, ο κινητήρας λειτουργεί ως γεννήτρια. Η γωνία μεταξύ του κύριου μαγνητικού πεδίου του ρότορα και του σύνθετου μαγνητικού πεδίου στο διάκενο αέρα ονομάζεται γωνία ισχύος.
Το PMSM αποτελείται από δύο βασικά στοιχεία: έναν ρότορα μόνιμου μαγνήτη πολλαπλών-πολωμένων και έναν στάτορα με κατάλληλα σχεδιασμένες περιελίξεις. Κατά τη λειτουργία, ο περιστρεφόμενος πολυπολικός ρότορας μόνιμου μαγνήτη δημιουργεί χρονικά-μεταβλητή μαγνητική ροή στο διάκενο αέρα μεταξύ του ρότορα και του στάτη. Αυτή η ροή δημιουργεί μια εναλλασσόμενη τάση στους ακροδέκτες περιέλιξης του στάτη, αποτελώντας έτσι τη βάση για την παραγωγή ενέργειας. Ο σύγχρονος κινητήρας μόνιμου μαγνήτη που συζητείται εδώ χρησιμοποιεί έναν μόνιμο μαγνήτη σε σχήμα δακτυλίου- τοποθετημένο σε έναν σιδηρομαγνητικό πυρήνα. Οι σύγχρονοι κινητήρες εσωτερικού μόνιμου μαγνήτη δεν λαμβάνονται υπόψη εδώ. Επειδή η ενσωμάτωση ενός μαγνήτη σε έναν επιμεταλλωμένο σιδηρομαγνητικό πυρήνα είναι πολύ δύσκολη, χρησιμοποιώντας μαγνήτες κατάλληλου πάχους (500 μm) και μαγνητικά υλικά υψηλής απόδοσης στους πυρήνες του ρότορα και του στάτη, το διάκενο αέρα μπορεί να γίνει πολύ μεγάλο (300~500 μm) χωρίς σημαντική απώλεια απόδοσης. Αυτό επιτρέπει στις περιελίξεις του στάτη να καταλαμβάνουν ένα συγκεκριμένο χώρο στο διάκενο αέρα, απλοποιώντας έτσι σημαντικά την κατασκευή σύγχρονων κινητήρων μόνιμου μαγνήτη.