Designing Sound

500
Motors
N
S
Commutator
Casing
Bearing
Dime
Magnet
Coil
Brushes
Shaft
Rotor
Stator
Magnet
Figure 44.1
Side view of DC electric motor.
some other sounds. Even a nearly perfect motor isn’t completely balanced, so
some slight eccentricity of the spin will produce a vibration in the housing.
Some friction in the bearings may cause a regular squealing sound too.
By far the most prominent noise is due to the way forces change as the motor
revolves. A DC motor moves in pulses, at least two per cycle. Its angular motion
(or more correctly, the torque) builds and then collapses as current is applied
then disconnected by the commutator. This makes a different sound from a
brushless AC motor, which applies a constant rotational force and so is much
quieter.
Model
Speed
The speed curve of a motor is an important feature of its sound; it’s a signature
that helps us recognise a motor. Because the rotor is heavy it takes a while to
build up angular velocity. The lighter and smaller the motor the faster this hap-
pens. A big heavy motor, or one under a lot of load, will take longer. However,
in all cases we observe a certain shape. When the motor is spinning slowly a
big current flows through it and its torque is high. Its angular acceleration is
high at this point. After a while it reaches an optimal speed, even when not
loaded, where it won’t spin any faster. As it approaches this point the torque
and the change in angular velocity decreases, flattening off at the motor’s top
speed. When the power is removed the decay in speed is more linear since only
friction and load, which are constants, act against it. Motor speeds are specified

---