随着起重机械大型化的今天，设备的用电量不断加大，供电方式成为了一个大问题，摩擦电缆方式不适用于户外，且传输线路有限，不能实现多线传输自动化无人操作；挂缆方式又在长距离移动供电中经常拉断电缆，电缆卷筒相比上述方式更加具有优势，可成为起重机械中最普遍最受欢迎的机械装置。

国内电缆卷筒按卷绕控制方式可分成 4代产品:

早期的电缆卷筒采用滑轮组，在电缆的一端用重锤式配重块,始终给电缆卷盘提供拉力，随着电缆长度的增长，重锤式配重块需要非线性地快速增加，在有些设备上已无法安装。

采用力矩电机提供动力的第 2 代电缆卷筒，省去了配重块的麻烦，简化了机械结构，但力矩电机在速度变化时无法提供恒定的力矩， 且堵转运行时发热量大，在环境温度高的条件下， 不适合长期运行。

第3代电缆卷筒是常开电气有限公司开发的磁滞式电缆卷筒，它采用了磁性连轴器和多台电机同时运行的办法，克服了力矩不恒定的缺点。通过磁性块，使电机与卷盘之间的连接转矩近似恒定；同时

通过磁性块间隙的调整，可以使电机工作在额定功率范围内，避免电机由于堵转或过载而损坏。它是普通电缆卷绕的理想产品，目前成为港口大型起重机械的首选。

近年来,随着起重机械需要行走的距离更远 ，以致卷盘的内层到外层的卷绕半径相差 3倍甚至更大 ，它的恒定力矩输出对电缆提出了更高的抗拉力要求。因为在满足外层电缆卷取力要求的条件下，由于磁性连轴器的卷绕力矩近似恒定，因此内层电缆要承受的张力会比外层大 3倍以上，对于内嵌光纤的高压电缆或承载张力小的电缆, 容易造成损坏。采用变频控制方式的电缆卷筒能保持电缆张力的恒定，这就是最近问世的第 4代产品——变频式电缆卷筒。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容、目标

本次设计的研究目标是：通过变频器、PLC、变频电动机等自动化控制元件组成的电气控制系统，控制变频式电缆卷筒，使其用电容量增加，并能适应各种环境条件。

2.2.1变频式电缆卷筒结构