Este documento trata sobre el diseño de máquinas síncronas de imán permanente de cinco fases (PMSMs) que explotan el tercer armónico para la generación de torque. A través de la optimización del tamaño del estator y la estructura del rotor, se minimizan las funciones objetivo relacionadas con la masa y las pérdidas eléctricas para una potencia electromagnética objetivo (10 kW y 400 rpm) y un volumen dado. El estudio tiene en cuenta las restricciones de saturación, térmicas, eléctricas y mecánicas. En ese sentido, se presenta un modelo magnético analítico unidimensional, considerando la existencia y uso del tercer armónico. La optimización del diseño muestra cómo el uso del armónico 3 puede mejorar el rendimiento de la máquina. Se demostrará que, para un torque electromagnético dado, tener en cuenta el tercer armónico en el proceso de dimensionamiento conduce a una reducción de masa que puede alcanzar el 20% y pérdidas eléctricas que pueden llegar hasta el 21%. Luego se establece un modelo de análisis de elementos finitos de la PMSM de cinco fases para verificar los resultados de la optimización y validarlos.