Alle roterende elektriske motorer, både veksel- og jævnstrømsmotorer, fungerer på grund af samspillet mellem to magnetfelter. Det ene er stationært og er (normalt) forbundet med motorens ydre kabinet. Det andet roterer og er forbundet med motorens roterende anker (også kaldet dens rotor). Rotationen skyldes samspillet mellem de to felter.

I en simpel jævnstrømsmotor er der et roterende magnetfelt, hvis polaritet vendes hver halve omdrejning ved hjælp af en kombination af børste og kommutator. Børsterne – i princippet ledende kulstænger, som børster mod lederne på rotoren, når de drejer – tjener også det formål at få den elektriske strøm ind i den roterende anker. Situationen er en smule anderledes i den børsteløse jævnstrømsmotor. Det roterende felt vendes stadig, men ved en kommutation, der foregår elektronisk.

En induktionsmotor har den unikke egenskab, at der ikke er nogen elektrisk forbindelse mellem de stationære og roterende viklinger. Forsyningsvekselstrøm tilføres til motorens terminaler og forsyner de stationære viklinger med strøm.

Alle induktionsmotorer er asynkrone motorer. Den asynkrone betegnelse skyldes glidet mellem statorfeltets omdrejningshastighed og rotorens noget langsommere omdrejningshastighed.

De fleste moderne induktionsmotorer har en rotor i form af et egernbur. Det cylindriske egernbur består af tunge stænger af kobber, aluminium eller messing, der er sat ind i riller og forbundet i begge ender med ledende ringe, som elektrisk kortslutter stængerne. Rotorens solide kerne er opbygget af stakke af elektriske stållaminer.

Det er også muligt at finde induktionsmotorer, der indeholder rotorer, som består af viklinger i stedet for et egernbur. Disse kaldes induktionsmotorer med viklede rotorer. Pointen med denne konstruktion er at give mulighed for at reducere rotorstrømmen, når motoren først begynder at spinde. Dette opnås normalt ved at forbinde hver rotorvikling med en modstand i serie. Vindingerne modtager strøm gennem en slags slip-ring-arrangement. Når rotoren når sin endelige hastighed, bliver rotorpolerne omskiftet til en kortslutning, hvorved de elektrisk set bliver det samme som en egernburrotor.

Den stationære del af induktionsmotorens viklinger (stator) forbindes med vekselstrømforsyningen. Hvis der påføres en spænding på statoren, får det en vekselstrøm til at løbe i statorviklingerne. Strømmen inducerer et magnetfelt, som påvirker rotoren og sætter spænding og strøm i rotorelementerne i gang.

En nordpol i statoren inducerer en sydpol i rotoren. Men placeringen af statorpolen roterer i takt med, at vekselspændingen varierer i amplitude og polaritet. Den inducerede pol i rotoren forsøger at følge den roterende statorpol. Faradays lov siger imidlertid, at der opstår en elektromotorisk kraft, når en trådsløjfe bevæger sig fra et område med lav magnetfeltstyrke til et område med høj magnetfeltstyrke og omvendt. Hvis rotoren nøjagtigt fulgte den bevægelige statorpol, ville der ikke være nogen ændring i magnetfeltstyrken. Rotoren halter således altid bagud i forhold til statorfeltets rotation, fordi rotorfeltet altid halter en vis mængde bagud i forhold til statorfeltet. Denne forsinkelse medfører, at rotoren roterer med en hastighed, der er noget langsommere end statorfeltets hastighed. Forskellen mellem de to kaldes slip.

Mængden af slip kan variere. Den afhænger hovedsagelig af den belastning, som motoren driver, men påvirkes også af modstanden i rotorkredsløbet og styrken af det felt, som statorstrømmen inducerer. Slip i en design B-motor varierer fra 0,5 % til 5 %.

Når motoren står stille, er rotor- og statorviklingerne i realiteten primær- og sekundærviklinger i en transformer. Når der først tilføres AC til statoren, er rotoren ikke i bevægelse. Så den spænding, der induceres i rotoren, har samme frekvens som den i statoren. Når rotoren begynder at dreje, falder frekvensen af den spænding, der induceres i den, fr. Hvis f er frekvensen af statorspændingen, er der en sammenhæng mellem de to ved hjælp af fr = sf, s. Her er s udtrykt som et decimaltal.

Da en induktionsmotor ikke har nogen børster, kommutator eller lignende bevægelige dele, er den billigere at fremstille og vedligeholde end andre motortyper.

Samtidig kan man betragte en synkronmotor. Her drejer rotoren med samme hastighed – dvs. i synkronisering – som statorens magnetfelt. Ligesom induktionsmotoren indeholder den synkrone vekselstrømsmotor også en stator og en rotor. Statorviklingerne er også forbundet med vekselstrømmen som i en induktionsmotor. Statorens magnetfelt roterer synkront med netfrekvensen.

Rotorviklingen i en synkronmotor kan modtage strøm på forskellige måder, men normalt ikke ved induktion (undtagen i nogle konstruktioner, kun for at give et opstartsmoment). Det forhold, at rotoren drejer synkront med vekselstrømsfrekvensen, gør synkronmotoren nyttig til at drive meget nøjagtige ure.

Vi skal understrege, at en synkron vekselstrømsmotors rotor drejer synkront med et helt antal vekselstrømscyklusser. Dette er ikke det samme som at sige, at den drejer med et omdrejningstal, der er lig med netfrekvensen. Motorrotors omdrejningstal, dvs. den synkrone hastighed N, er:

N = 120f/P = 60 f/P

Hvor f er vekselstrømsforsyningens frekvens i Hz, P er antallet af poler (pr. fase), og p er par antal poler pr. fase.

I overensstemmelse hermed drejer den synkrone motor langsommere, jo flere poler, jo langsommere. Det er dyrere at bygge en langsommere motor ved samme hestekraft. Ved 60 Hz:

• En topolet/faset synkron vekselstrømsmotor drejer med 3.600 omdrejninger pr. minut.
• En firepolet/faset synkron vekselstrømsmotor drejer med 1.800 omdrejninger pr. minut.
• En sekspolet/faset synkron ac-motor drejer med 1.200 omdrejninger pr. minut.
• En ottepolet/faset synkron ac-motor drejer med 900 omdrejninger pr. minut.
• En ti-polet/faset synkron ac-motor drejer med 720 omdrejninger pr. minut.
• En ti-polet/faset synkron ac-motor drejer med 720 omdrejninger pr. minut.
• En tolvpolet/faset synkron ac-motor drejer med 600 omdrejninger pr. minut.

Synkron ac-motorer med lav brøkdelspænding er nyttige, hvor præcis timing er ønsket. Synkrone vekselstrømsmotorer med høje hestekræfter er ganske vist dyrere end trefasede induktionsmotorer, men de har to ekstra egenskaber. På trods af de højere startomkostninger kan de betale sig i det lange løb, fordi de er mere energieffektive end andre motortyper. For det andet kan de nogle gange samtidig fungere ved ledende eller ens effektfaktor, så en eller flere synkrone vekselstrømsmotorer kan yde effektfaktorkorrektion og samtidig udføre nyttigt arbejde.

Der findes flere forskellige typer af synkrone vekselstrømsmotorer. De er generelt klassificeret efter deres måde at generere et magnetfelt på. Separat exciterede motorer har magnetiske poler, der aktiveres af en ekstern kilde. I modsætning hertil aktiveres de magnetiske poler af motoren selv i en selv-eksponeret (også undertiden kaldet ikke-eksponeret og direkte exciteret) maskine. Blandt de ikke-udkoblede typer findes reluktansmotorer, hysterese-motorer og motorer med permanente magneter. Desuden findes der jævnstrømsudkoblede motorer.

Nej udkoblede synkronmotorer har stålrotorer. I drift magnetiseres rotoren med de nødvendige magnetiske poler på en måde svarende til en induktionsmotor. Men rotoren drejer med samme hastighed og i synkronisering med det roterende magnetfelt i statoren. Årsagen er, at der er slidser i rotoren. Motorerne starter som induktionsmotorer. Når de nærmer sig synkronhastighed, gør slidserne det muligt for det synkrone magnetfelt at låse sig fast på rotoren. Motoren drejer derefter med synkronhastighed, så længe det nødvendige drejningsmoment er lavt.

I reluktansmotoren har rotoren fremspringende poler, der ligner enkelte tænder. Der er færre rotorpoler end statorpoler, hvilket forhindrer stator- og rotorpoler i at flugte, i hvilket tilfælde der ikke ville være nogen rotation. Reluktansmotorer er ikke selvstartende. Derfor er der ofte indbygget særlige viklinger (kaldet egernkoblingsviklinger) i rotoren, så reluktansmotoren starter som en induktionsmotor.

Hysteresemotoren udnytter den brede hysteresesløjfe i en rotor af koboltstål med høj koercitivitet. På grund af hysteresen halter magnetiseringsfasen i rotoren bagud i forhold til fasen i det roterende magnetfelt i statoren. Denne forsinkelse skaber et drejningsmoment. Ved synkronhastighed er rotor- og statorfelterne fastlåst i hinanden og giver en kontinuerlig rotation. En fordel ved hysterese-motoren er, at den er selvstartende.

En permanentmagnetisk AC-synkronmotor har permanentmagneter, der er indlejret i rotoren. De nyeste elevatorer drives af disse motorer, og en gearkasse er ikke nødvendig.

Den direkte exciterede synkronmotor kan have forskellige navne, herunder ECPM (electronically commutated permanent magnet), BLDC (brushless dc) eller blot en børsteløs permanentmagnetmotor. Rotoren indeholder permanente magneter. Magneterne kan være monteret på rotorens overflade eller være indsat i rotorenheden (i så fald kaldes motoren en indvendig permanentmagnetmotor).

En computer styrer den sekventielle omskiftning af strømmen på statorviklingerne på det rette tidspunkt ved hjælp af solid-state-switche. Der tilføres strøm til spoler, der er viklet på statorens tænder, og hvis en fremtrædende pol på rotoren er perfekt justeret med statorens tand, produceres der ikke noget drejningsmoment. Hvis rotortanden står i en vis vinkel i forhold til statorens tand, krydser i det mindste en del af den magnetiske strøm spalten i en vinkel, der ikke er vinkelret på tandfladerne. Resultatet er et drejningsmoment på rotoren. Ved at skifte strøm til statorviklingerne på det rigtige tidspunkt opstår der således et fluxmønster, der resulterer i en bevægelse enten med eller mod uret.

En anden type synkronmotor er den switchede reluktansmotor (SR-motor).
Dens rotor består af stablede stållamineringer med en række tænder. Tænderne er magnetisk permeable, og områderne omkring dem er svagt permeable i kraft af de slidser, der er skåret i dem.

I modsætning til induktionsmotorer er der ingen rotorstænger og dermed heller ingen momentproducerende strøm i rotoren. SR-rotorens fravær af enhver form for leder betyder, at det samlede tab i rotoren er betydeligt lavere end i andre motorer med en rotor med ledere.

Det drejningsmoment, der produceres af SR-motoren, styres ved at justere størrelsen af strømmen i statorens elektromagneter. Hastigheden styres derefter ved at modulere drejningsmomentet (via viklingsstrømmen). Teknikken svarer til den måde, hvorpå hastigheden styres via ankerstrømmen i en traditionel børste-dc-motor.

En SR-motor producerer et drejningsmoment, der er proportionalt med den mængde strøm, der tilføres til dens viklinger. Drejningsmomentproduktionen er upåvirket af motorens hastighed. Dette er i modsætning til vekselstrømsinduktionsmotorer, hvor rotorstrømmen ved høje omdrejningshastigheder i det feltsvækkende område i stigende grad halter efter det roterende felt, efterhånden som motorens omdrejningstal stiger.

Sidst er der den jævnstrømsudløste vekselstrømssynkronmotor. Den kræver en ensrettet strømforsyning for at generere et magnetfelt. Disse motorer er generelt bygget i størrelser større end en hestekraft.