Los motores síncronos de imán permanente de accionamiento directo de alta velocidad (PMSM), apoyados por cojinetes de gas de foil elástico, tienen amplias aplicaciones, como en microcompresores. Sin embargo, algunos problemas aún deben resolverse para el análisis del rendimiento eléctrico de los PMSM. Por ejemplo, actualmente no existe un modelo analítico relacionado que se pueda utilizar en la expresión de dinámica del rotor para este tipo de PMSM. Este estudio tuvo como objetivo establecer modelos teóricos para la densidad de fuerza electromagnética y el par. El proceso involucró tanto investigación teórica como experimental. Se establecieron los modelos analíticos de densidad magnética del aire, densidad de fuerza electromagnética y rendimiento electromagnético para un PMSM con un imán permanente cilíndrico magnetizado en paralelo. Se realizó el cálculo analítico y se obtuvieron los resultados del modelo analítico. El modelo analítico del par y la fuerza electromagnética se puede aplicar en la investigación teórica sobre la dinámica del rotor. El modelo proporciona una base teórica y un método para estudiar la influencia de la carga electromagnética en la dinámica del rotor. Se llevó a cabo un análisis de simulación por elementos finitos del rendimiento eléctrico del PMSM. Se realizó un experimento de rendimiento eléctrico. La desviación entre el resultado experimental y el valor teórico fue inferior al 4%. Este resultado indicó que los modelos analíticos podrían utilizarse en un análisis dinámico de compresores que son accionados directamente por un PMSM para su aplicación en contextos de ingeniería e industriales.