Магнитное поле синхронной машины может быть обеспечено за счет использования постоянных магнитов из неодим-бор-железа, самарий-кобальта или феррита на роторе. В некоторых двигателях эти магниты крепятся с помощью клея на поверхности сердечника ротора таким образом, чтобы магнитное поле было направлено радиально через воздушный зазор. В других конструкциях магниты вставляются в поверхность сердечника ротора или вставляются в пазы чуть ниже поверхности. В другом варианте двигателя с постоянными магнитами магниты, направленные по окружности, размещены в радиальных пазах, которые обеспечивают магнитный поток на железных полюсах, которые, в свою очередь, создают радиальное поле в воздушном зазоре.
Основное применение двигатели с постоянными магнитами находят в приводах с регулируемой скоростью, где питание статора осуществляется от источника с переменной частотой, переменным напряжением и электронным управлением. Такие приводы способны точно регулировать скорость и положение. Благодаря отсутствию потерь мощности в роторе, по сравнению с асинхронными двигателями, они также отличаются высокой эффективностью.
Двигатели с постоянными магнитами могут быть спроектированы так, чтобы работать на синхронной скорости от источника постоянного напряжения и частоты. Магниты встроены в железо ротора, а демпферная обмотка размещена в пазах на поверхности ротора для обеспечения пусковой способности. Однако такой двигатель не имеет средств управления коэффициентом мощности статора.