Le pilotage du moteur synchrone, brushless à aimants permanents ou moteur à rotor bobiné, se fait en jouant sur l'amplitude du courant et le décalage entre le champ statorique et le champ rotorique pour la commande du couple et sur la fréquence du courant pour la vitesse (liée à celle du champ tournant). Il est donc indispensable, pour positionner le champ statorique par rapport au champ rotorique, de connaître à chaque instant la position du rotor.
Un capteur (codeur ou résolveur) détecte la position exacte du rotor et permet au convertisseur de fréquence, de maintenir un angle de 90° entre le champ tournant statorique et le champ rotorique, de façon à ce que le couple moteur puisse toujours être maximal. Le champ statorique, modulé en amplitude, détermine la valeur du couple. Il n’y a plus possibilité de décrochage. Le capteur donne également l’information " vitesse ".

Fonctionnement à vitesse constante : si la charge diminue, pour que la vitesse reste constante, il faut diminuer le couple moteur. Le variateur réduit donc l’amplitude du champ tournant statorique, sans changer sa fréquence.

Fonctionnement à couple constant : si la consigne de vitesse diminue, le couple moteur reste constant si l’amplitude du champ tournant statorique reste constante. Le variateur réduit la fréquence du champ statorique, en conservant son amplitude.

On trouve deux grandes familles de capteur :

 Les résolveurs qui fournissent une position absolue. Ils sont très robustes et largement utilisés en robotique. Leur précision reste moyenne à bonne.

 Les codeurs très utilisés sur les machines outils ou dans le cas d'entrainement direct. Ils offrent une très grande précision. Deux types sont utilisés :

• Les codeurs incrémentaux qui déterminent les déplacements angulaires. De conception simple, ils sont fiables et moins onéreux qu'un codeur absolu. Ils sont sensibles aux coupures de courant (perte de position du mobile) et sensible aux parasites en ligne.
• Les codeurs absolus qui délivrent un repérage exact de la position réelle du mobile, repérage qui restera valide même en cas de coupure du réseau. L'information de position est donc disponible dès la mise sous tension. La complexité de la conception électrique et mécanique en fait un produit plus cher que le codeur incrémental.