简介
电缆卷筒是为大型移动设备提供动力电源、控制电源或控制信号的电缆卷绕装置。广泛应用在港口、码头、水利工程和钢铁等领域的诸多移动设备上，如门式起重机、塔式起重机、门座式起重机、岸桥集装箱起重机、散料装卸机械（斗轮堆取料机）、水电站坝顶门机及电动平车、舞台灯光音响等等。
产品形式
根据动力形式可分为：手动式、配重式、弹力式、力距电机式、磁滞式、变频传动式以及液力耦合式、磁力耦合式。
根据卷取物料不同，可分为：电缆卷筒、软管卷筒（传输介质为气体、液体）、光缆卷筒。
电缆卷筒按电缆排列方式分为轴向单排和轴向多排两种。
电缆卷筒按集电滑环位置分为滑环内装式和滑环外装式两种形式。
设计原则
电缆规格及种类
- 电缆的外径直接影响卷盘的轴向尺寸。
- 电缆形式，圆形或者扁平电缆。扁平电缆只能单排卷取。
- 电缆单位重量（kg/m）、长度影响卷盘动力需求。单位重量和长度越大，对卷盘动力要求越高。
- 电缆的弯曲半径，影响卷盘的最小直径。当卷盘直径小于电缆弯曲半径时，会造成电缆损伤。
- 扁电缆只能用于轴向单排的卷筒。
- 电缆的芯数，影响集电滑环的数量。
- 电压和电流大小影响集电滑环的绝缘和大小。弹力式只能用于500V以下设备。
设备运动速度
影响电动式电缆卷筒的电动机功率和传动比，当设备移动速度超过60米/分时，应选择变频控制式。
设备装机高度
影响电动式电缆卷筒的电动机功率，安装高度越高，对动力需求越大。
卷取方式
其他因数
卷盘材质：碳钢、304不锈钢、316不锈钢。
防护等级：IP55、IP56、IP65
是否需要导缆架
是否需要排缆器
取电方式：中点/端点取电等。
不同电缆卷筒的适用范围
1、配重式电缆卷筒
它是一种利用重锤被提升而储能的原理自动卷取电缆的机械装置。当拉出电缆时，带动电缆卷筒旋转，从而带动与电缆卷筒同轴相联的钢丝绳卷筒转动，以提升重锤而储存势能。当卷筒卷取电缆时，重锤下降释放势能，在钢丝绳张力的作用下，带动与钢丝绳卷筒同轴相联的电缆卷筒转动，同步卷取电缆。
优点：结构简单，性能稳定可靠，安装维修方便，使用寿命长。
缺点：体积庞大，受行程限制，如果需要大行程则必须给其留出足够大的安装空间。
适用范围：35mm²以上大规格的电缆短行程的龙门起重机、炼钢车间的钢包车、铁水车、渣盘车等设备。这些设备适合电缆锚定端点和中点。
2、弹簧式电缆卷筒
它是一种利用放出电缆卷取弹簧发条储能的原理自动卷取电缆的机械装置。当电缆被拉出时，利用卷筒的转动收紧蜗卷弹簧而储能；当卷筒回返时，卷筒将自动收卷电缆。
优点：同步性能佳，电缆张力小，价格低廉。
缺点：由于弹簧发条自身的寿命有限，该种卷筒的使用寿命相对较短，受行程限制。
适用范围：35mm²以下动力电缆和控制电缆的水平及垂直方向收缆，如起重电磁铁吸盘，抓斗，电动平车等设备及类似工况。这些设备适合电缆锚定端点和中点。
3、磁耦合式电缆卷筒
其核心技术是用永磁耦合器为同步差速机构。收缆过程是动力经永磁耦合器驱动卷筒收卷电缆，耦合器与卷筒之间不断进行差速打滑，保证卷缆线速度与设备移动速度相同，通过调整永磁耦合器的输出扭矩，可在一定范围内调整电缆所受的张力。放缆过程是通过单向离合装置，动力不能传给耦合器和卷筒，在电缆拉力作用下，卷筒克服放缆磁滞器的滞动作用，同步放电缆。
优点：技术成熟，性价比高。卷筒与移动设备的同步性能稳定可靠，永磁技术用于传动系统的末级，转速低，无发热现象；收缆放缆时，电缆张力大小可调，以保护电缆。
缺点：噪音大。
适用范围：35mm²以下规格的电缆，如电动平车、台车、塔式起重机桥式或门式起重机、堆取料机等设备及类似工况。适合电缆锚定端点和中点。
4、磁耦合式改良型电缆卷筒
该电缆卷筒原理与上述相同，根据用户需要可选择盘式电机或制动电机。卷筒的电控方式为收缆电机工作，放缆电机停电。
优点：结构更加紧凑，体积小，质量小，安装方便。
缺点：噪音较大。
5、长期堵转力矩电机式电缆卷筒
它利用具有长期堵转和自调速特性的力矩电机为动力，电机的输出转速随外负载的增加而自行降低，自动调整卷筒卷缆线速度与设备行走速度相同；放缆时，在电缆拉力作用下，克服堵转电机力矩同步放出电缆；停车断电时利用力矩电机的盘式制动器锁住电缆，保证电缆不滑落。
优点：电机始终通电，电控简单，可降低故障率，卷取电缆范围大，行程长。
缺点：在放缆时，需要克服电机堵转力矩阻力，小电缆需要谨慎使用。
适用范围：堆取料机，桥工或门式起重机等大规格电缆，长距离运行的移动设备。这些设备适合电缆锚定端点和中点。
6、磁滞式电缆卷筒
一个由永久磁钢制成的盘形成交替多极的磁场，该盘对面有一个强感应盘，当电机驱动感应盘高速旋转时，通过磁耦合带动磁盘旋转。当2盘出现转速滑差时，多极磁盘必将交替磁化对面的感应盘，从而产生一种抗拒这种滑差的扭矩（即“磁联接”）驱动（或制动）磁盘旋转。电缆卷筒是由电动机将动力传至磁滞联轴器，经减速后，将放大的后的力矩传至电缆卷盘。电缆卷筒工作时，电机始终向收缆方向旋转。当起重设备朝远离电源点方向行走时，电缆拉动卷盘反转，使2盘产生滑擦，将卷盘上的电缆放开。磁滞联轴器的磁场扭矩将始终保证在放缆过程中电缆处于张紧状态。当起重设备回行时，电缆对卷筒的拉力消失，电缆卷筒朝卷取方向旋转完成收缆工况。
它的优点是结构紧凑，安装维修方便，可根据实际工况要求调节输出力矩且具有良好的自制动功能，不需要安装制动器，电缆卷筒运行可靠。它的控制系统简单，可与设备的正反车控制系统联动，只要设备运行，卷筒电机即工作，相序不变。电缆卷筒工作中，磁滞联轴器能依据主机设备的运行速度自行调节转速，使电缆卷筒收放电缆的线速度与主机设备的运行速度保持同步状态。
它的缺点是在电缆容量大，主机安装高度高的情况下，为了降低转子温升，提高转子使用寿命，需要采用多头小转矩的设计理念，相对价格较高。
它适用于港口门座起重机、集装箱起重机、装船机、塔式起重机等重型移动机械设备。这些设备适合电缆锚定端点和中点。
7、变频式电缆卷筒
变频电机为B5安装结构，与减速机输入端直联，减速机输出轴一端与电缆卷盘通过键联接发，另一端与集电箱中的电滑环联接，减速机和集电环输电箱固定在基座上方。变频器控制柜独立于电缆卷筒，可按实际情况选择适当的安装位置。变频器在闭环矢量（有速度传感器矢量控制）下，选择开环转矩控制模式，并通过厚度积分计算电缆卷筒的实际卷径，准确控制电机的输出转矩，从而保证电缆在卷盘上卷绕时不会因卷径变化而引起张力变化，即电缆所受的张力恒定。该电缆卷筒有如下优点：
（1）在收缆和放缆过程中，无论设备运行在轨道的任何位置，作用在上的拉力始终恒定，且可通过变频器参数输入及控制箱面板旋钮操作，任意调整电缆所受拉力，最大限度地保护电缆，极大地延长电缆的使用寿命。
（2）卷筒能迅速响应设备运行速度的变化，可与设备同步，其性能精确灵敏。
（3）突破了磁滞式、力矩电机式等传统电缆卷筒设计上的瓶颈，不受电缆规格、卷绕长度、设备速度及安装高度中超常规格的限制，任何复杂工况的电缆卷筒均由1台功率不同的变频电动机驱动。
（4）适应性强，可高负载全日制连续工作。
（5）卷筒与设备为运行联动保护，
有效防止电缆被拉断等意外事故发生。
（6）通过变频器对卷筒电机进行精确控制和保护，可使其使用周期延长。
（7）变频控制电机式电缆卷筒可根据设定的张力和主机设备（大车）运行速度自行改变卷筒变频电机的运行频率，在0～n中的任意转速下正常工作（n为异步转速），当主机设备断电后，电缆卷筒的变频电机制动器制动，保证电缆不滑脱。
优点：能精确的控制力大小，对线缆保护最好，延长电缆使用周期。
缺点：价格是同类产品最贵的
适用范围：港口门座起重、集装箱起重机、装船机、塔式起重机等重型移动机械设备。
参考资料
岳阳凯立信电气有限公司 (credsun.com)
电缆卷筒_百度百科 (baidu.com)
电缆的弯曲半径是多少？对电缆有什么影响？_中国线缆网 (chinacable.com)
宁波伟隆机电公司 (weilongme.com.cn)
