Якщо до вала машини прикласти обертаючий момент від первинного двигуна, то вісь магнітних полюсів ротора повернеться на деякий кут у відносно осі магнітних полюсів статора в напрямку обертання. При цьому зміниться зрушення фаз між ЭДС, индуцируемых в обмотках фаз статора магнітним полем обертового ротора, і фазними напругами мережі, до якої підключена машина.

Останнє супроводжується зміною струмів у фазах статора. Електромагнітна взаємодія струмів, що змінилися, у фазах статора з магнітним полем ротора створює гальмовий момент, що діє на ротор. Це означає перетворення енергії механічного руху первинного двигуна в електричну енергію генератора. Магнітні полюсы ротора будуть тягти за собою магнітні полюсы статора

Режим двигуна. Якщо до вала машини прикласти гальмовий момент механічного навантаження, то вісь магнітних полюсів ротора повернеться на деякий кут у відносно осі магнітних полюсів статора проти напрямку обертання. Знову зміняться струми в обмотках фаз статора й виникнуть електромагнітні сили взаємодії цих струмів і магнітного поля ротора. Однак тепер електромагнітні сили створять обертаючий момент, що діє на ротор.

Це означає перетворення електричної енергії мережі в механічну енергію двигуна. Магнітні полюсы статора будуть тягти за собою магнітні полюсы ротора. Синхронна машина працює в режимі генератора або двигуна залежно від механічного впливу на вал машини, причому електромагнітні сили відіграють роль своєрідного пружного зв'язку між ротором і статором