本实用新型涉及变频器技术领域，尤其涉及一种球磨机专用型变频器。
背景技术：
球磨机采用简单的工频控制，易造成物料的过度研磨，所需研磨周期较长，研磨效率较低，单位产品功耗较大，启动电流大，对设备和电网的冲击很大，机械设备的生产维护量也大，而且电的损耗量相当惊人，这必然会给生产厂家带来很多不必要的麻烦和严重的资源浪费，所以随着社会经济的发展及企业生产规模的扩大，直接工频控制球磨机的弊病已暴露无遗，并严重地阻碍了各工业企业快速发展。这就促使人们去研制启动平滑、研磨效率较高、产量大、能耗低的球磨机，即研制实现变频控制球磨机的专用型变频器。
目前，球磨机专用型变频器只能实现单纯的变频控制，虽然变频控制可以为球磨机的电机提供调压调频电源，有启动平滑、研磨效率高、能耗低等优点，但是一旦变频控制回路出现故障或维护检修将会花费很长时间，在此期间球磨机将不能正常工作，反而降低了工作效率，影响了生产效益。同时，大多数球磨机专用型变频器的控制回路是单纯的继电器控制回路，响应速度较慢，致使变频器整个控制过程的安全可靠性差。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术中存在的不足，本实用新型解决的技术问题是，提供一种变频控制和工频控制兼存的球磨机专用型变频器，提高了工作效率而且整个控制过程更加安全可靠。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种球磨机专用型变频器，所述变频器包括主回路、对所述主回路进行逻辑控制的控制回路和对所述主回路进行实时监测的检测回路；所述主回路包括变频主回路和工频主回路，所述变频主回路和所述工频主回路并联；
所述变频主回路包括第一熔断器组、第一继电器常开开关、三相桥式半控整流回路、滤波回路、制动回路和逆变回路，与所述三相桥式半控整流回路并联的上电软充电回路，所述第一熔断器组与供电电源电连接，所述逆变回路的输出端与球磨机电机电连接；
所述工频主回路包括第二熔断器组和热保护器，所述第二熔断器组和所述热保护器之间串接有全压启动回路和降压启动回路，所述降压启动回路与所述全压启动回路并联，所述第二熔断器组与所述供电电源电连接，所述热保护器与所述球磨机电机电连接。
进一步，所述全压启动回路包括第二继电器常开开关，所述降压启动回路包括依次串接的第三继电器常开开关、自耦变压器和第四继电器常开开关。
进一步，所述滤波回路、所述制动回路和所述逆变回路均与所述三相桥式半控整流回路并联，所述三相桥式半控整流回路由三组串联的可控硅和二极管并联构成，所述滤波回路由两个电容串联构成，所述上电软充电回路由充电二极管、充电电阻和所述滤波回路串联构成，所述制动回路由制动电阻和绝缘栅双极晶体管串联构成，所述逆变回路由三组两个串联的所述绝缘栅双极晶体管并联构成。
进一步，两个所述电容均与均压电阻并联。
进一步，所述控制回路包括微处理单元，与所述微处理单元电连接的变频启动控制回路、全压启动控制回路、降压启动控制回路、整流控制回路、制动控制回路、逆变控制回路；
所述变频启动控制回路用于控制所述第一继电器常开开关的状态，所述全压启动控制回路用于控制所述第二继电器常开开关的状态，所述降压启动控制回路控制所述第三继电器常开开关和所述第四继电器常开开关的状态，所述整流控制回路用于控制所述可控硅的状态，所述制动控制回路用于控制所述制动回路中所述绝缘栅双极晶体管的状态，所述逆变控制回路用于控制所述逆变回路中所述绝缘栅双极晶体管的状态。
进一步，所述检测回路包括与所述微处理单元电连接的电流检测回路、电压检测回路、温度检测回路和速度检测回路；所述电流检测回路包括电流互感器，所述电流互感器串接在所述主回路的输出端；所述电压检测回路包括电压互感器，所述电压互感器与所述滤波回路并联；所述温度检测回路包括安装在所述变频器壳体内的温度传感器；所述速度检测回路包括安装在所述球磨机电机上的速度传感器。
进一步，所述变频器还包括与所述微处理单元电连接的第一指示灯、第二指示灯、显示屏、操纵按钮和散热器。
进一步，所述隔板上开设有多个通风孔。
通过采用上述技术方案，本实用新型得到的有益效果是：
球磨机专用型变频器是一种变频控制和工频控制兼存的变频器，其中任何一种控制出现故障，都不影响另一种控制的实施，保证了球磨机的运行，提高了工作效率；该变频器还包括了对主回路进行逻辑控制的控制回路和对主回路进行实时监测的检测回路；控制回路依靠微处理单元和变频启动控制回路、全压启动控制回路、降压启动控制回路、整流控制回路、制动控制回路、逆变控制回路实现对主回路中电子元器件工作状态的管控，进而实现变频和工频工况的转换，及变频工况下的整流回路、制动回路和逆变回路的控制，从而为不同工况运行下的球磨机提供适当的调压调频电源，节约能源且提高研磨效率。整个控制过程响应速度快，且更加安全可靠。
附图说明
图1是本实用新型球磨机专用型变频器的主回路电路原理图；
图2是本实用新型球磨机专用型变频器的控制回路电路原理图；
图3是本实用新型球磨机专用型变频器的检测回路电路原理图；
图中：1-变频主回路，11-三相桥式半控整流回路，12-滤波回路，13-制动回路，14-逆变回路，15-上电软充电回路，2-工频主回路，21-全压启动回路， 22-降压启动回路，31-变频启动控制回路，32-全压启动控制回路，33-降压启动控制回路，34-整流控制回路，35-制动控制回路，36-逆变控制回路，41-电流检测回路，42-电压检测回路，43-温度检测回路，44-速度检测回路，KM1-第一继电器常开开关，KM2-第二继电器常开开关，KM3-第三继电器常开开关，KM4- 第四继电器常开开关，FU1-第一熔断器组，FU2-第二熔断器组，FR-热保护器， VT1、VT3、VT5-可控硅，VD1-充电二极管，VD2、VD3、VD4、VD6-二极管，T1～T7- 绝缘栅双极晶体管，R1-充电电阻，R2、R3-均压电阻，R4-制动电阻，C1、C2- 电容，QZB-自耦变压器，TA-电流互感器，M-球磨机电机，U、V、W-三相电源线， a、b、c-变频电源接入点，d、e、f-变频电源输出点。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，变频器包括主回路，该主回路包括变频主回路1和工频主回路2，变频主回路1和工频主回路2并联；使球磨机电机M既能变频工况运行又能工频工况运行。
变频主回路1包括第一熔断器组FU1(有熔断器三个，分别与三相电源线U、 V、W相连接)、第一继电器常开开关KM1、三相桥式半控整流回路11、滤波回路12、制动回路13和逆变回路14，滤波回路12、制动回路13和逆变回路14 均与三相桥式半控整流回路11并联；上电软充电回路15与三相桥式半控整流回路11并联，用于上电瞬间对冲击电流的限制。第一熔断器组FU1与供电电源电连接。第一继电器常开开关KM1一端与第一熔断器组FU1，第一继电器常开开关KM1另一端与三相桥式半控整流回路11的输入端(即变频电源接入点a、b、 c)相连接，逆变回路14的输出端(即变频电源输出点d、e、f)与球磨机电机 M电连接；
其中，三相桥式半控整流回路11由三组串联的可控硅VT1、VT3、VT5和二极管VD2、VD4、VD6并联构成，具体为：三个可控硅VT1、VT3、VT5的阴极连接在一起组成可控硅共阴极组，三个二极管VD2、VD4、VD6的阳极连接在一起组成二极管共阳极组，可控硅VT1的阳极和二极管VD2的阴极对应相连接，可控硅VT1与二极管VD2的结点为变频电源接入点a；可控硅VT3的阳极和二极管 VD4的阴极对应相连接，可控硅VT3与二极管VD4的结点为变频电源接入点b；可控硅VT5和二极管VD6的阴极对应相连接，可控硅VT5与二极管VD6的结点为变频电源接入点c。变频电源接入点a、b、c分别与三相电源线W、V、U对应连接。
滤波回路12的两端分别与可控硅VT1、VT3、VT5的阴极、二极管VD2、VD4、 VD6的阳极相连接，该滤波回路12由两个电容C1、C2串联构成，电容C1与均压电阻R2并联，电容C2电容与均压电阻R3并联。
上电软充电回路15由充电二极管VD1、充电电阻R1和上述滤波回路12串联构成，即，当刚上电时，为了防止强电流对主回路的损害，需要进行预充电，此时滤波回路12中的两个电容C1、C2与充电二极管VD1和充电电阻R1串联构成上电软充电回路15，充电二极管VD1的阳极与三相电源线W相连接，充电二极管VD1的阴极与充电电阻R1相连接。
制动回路13并联在滤波回路12的两端，制动回路13由制动电阻R4和绝缘栅双极晶体管T7串联构成，绝缘栅双极晶体管T7与二极管VD3相并联。
逆变回路14由三组两个串联的绝缘栅双极晶体管T1～T6并联构成，具体为：其中三个绝缘栅双极晶体管T1、T3、T5的集电极连接在一起组成共集电极组，其余三个绝缘栅双极晶体管T2、T4、T6的发射极连接在一起组成共发射极组；滤波回路12(或者制动回路13)的两端分别与共集电极组中绝缘栅双极晶体管 T1、T3、T5的集电极和共发射极组中绝缘栅双极晶体管T2、T4、T6的发射极相连接。共集电极组中的绝缘栅双极晶体管T1、T3、T5发射极与共发射极组中的绝缘栅双极晶体管T2、T4、T6的集电极对应相连接。即：绝缘栅双极晶体管T1 的发射极和绝缘栅双极晶体管T2的集电极对应相连接，绝缘栅双极晶体管T1 和绝缘栅双极晶体管T2的结点为变频电源输出点d；绝缘栅双极晶体管T3的发射极和；绝缘栅双极晶体管T4的集电极对应相连接，绝缘栅双极晶体管T3和绝缘栅双极晶体管T4的结点为变频电源输出点e；绝缘栅双极晶体管T5的发射极和绝缘栅双极晶体管T6的集电极对应相连接，绝缘栅双极晶体管T5和绝缘栅双极晶体管T6的结点为变频电源输出点f。
工频主回路2包括串接的第二熔断器组FU2和热保护器FR，第二熔断器组 FU2和热保护器FR之间串接有全压启动回路21和降压启动回路22，降压启动回路22与全压启动回路21并联，第二熔断器组FU2与供电电源电连接，热保护器FR与球磨机电机M电连接。其中，全压启动回路21包括第二继电器常开开关KM2，降压启动回路22包括依次串接的第三继电器常开开关KM3、自耦变压器QZB和第四继电器常开开关KM4。
如图2所示，控制回路包括微处理单元，与微处理单元电连接的变频启动控制回路31、全压启动控制回路32、降压启动控制回路33、整流控制回路34、制动控制回路35、逆变控制回路36；变频启动控制回路31用于控制第一继电器常开开关KM1的状态，全压启动控制回路32用于控制第二继电器常开开关KM2 的状态，降压启动控制回路33控制第三继电器常开开关KM3和第四继电器常开开关KM4的状态，整流控制回路35用于控制可控硅VT1、VT3、VT5的截止或导通，制动控制回路35用于控制制动回路13中绝缘栅双极晶体管T7(作为通断开关使用)的导通和关断，逆变控制回路36用于控制逆变回路14中绝缘栅双极晶体管T1～T6的导通和关断，以实现逆变回路14输出端的电压和频率的调整。
如图3所示,检测回路包括与微处理单元电连接的电流检测回路41、电压检测回路42、温度检测回路43和速度检测回路44；电流检测回路41包括电流互感器TA，流互感器TA为两个，分别串接在变频电源输出点d、f与变频器电机 M电连接的导线中，可以实时检测主回路输出的电流。电压检测回路42包括电压互感器(图中未示出)，电压互感器与滤波回路12并联，用于实时检测直流母线间的电压；温度检测回路43包括安装在变频器壳体内的温度传感器，用于检测逆变回路14中绝缘栅双极晶体管T1～T6所产生的热量；速度检测回路44 包括安装在球磨机电机M上的速度传感器，用于实时检测球磨机电机M的运行速度。
变频器还包括与微处理单元电连接的第一指示灯、第二指示灯、显示屏、操纵按钮和散热器，第一指示灯用于显示变频器目前处于变频工况、第二指示灯用于显示变频器目前处于工频频工况，显示屏用于对检测回路中传感器、互感器检测的数据及目前变频器的运行状况，温度过高,超过预设值时，微处理单元控制散热器工作，进行散热，且可以通过操作按钮向微处理单元传送指令信号，控制变频器的运行。
具体工作原理：
变频工况：微处理单元控制接受变频工况运行命令，变频启动控制回路31 控制第一继电器常开开关KM1闭合，此时第二继电器常开开关KM2，第三继电器常开开关KM3，第四继电器常开开关KM4处于断开状态。刚上电时，整流控制回路34控制可控硅VT1、VT3、VT5处于截止状态，此时上电软充电回路15对两个电容C1、C2进行预充电，当电压检测回路42检测的电压值为额定电压值时，整流控制回路34开始产生整流脉冲，触发可控硅VT1、VT3、VT5导通，此时充电电阻R1和充电二极VD1被可控硅VT1、VT3、VT5短接，退出预充电状态，此时两个电容C1、C2开始担当滤波作用。
根据速度检测回路44检测的数据，微处理单元采用空间矢量正弦波脉宽调制(PWM)的方式控制逆变回路14中绝缘栅双极晶体管T1～T6的导通和关断来调整逆变回路14输出端电压和频率，即主回路输出的电压和频率，基于变频器电机M的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能和调速的目的。当变频器电机M处于减速状态，微处理单元控制制动回路13中绝缘栅双极晶体管T7导通，将变频电机M在减速过程中所产生的再生电能以热能的形式消耗在制动电阻上R4上，进而达到所必须、良好的制动效果。具体逆变原理和制动原理，与现有技术一样，在此不做赘述。
工频工况：微处理单元控制接受工频工况运行命令，降压启动控制回路33 控制第三继电器常开开关KM3和第四继电器常开开关KM4闭合，此时第一继电器常开开关KM1和第二继电器常开开关KM2处于断开状态，进行降压启动球磨机电机M；运行一段时间后(在微处理单元中预设一个运行时间)，全压启动控制回路32控制第二继电器常开开关KM2闭和，此时第一继电器常开开关KM1、第三继电器常开开关KM3和第四继电器常开开关KM4处于断开状态，进行全压压启动球磨机电机M；克服了变频器变频工况模块在需要维修维护的状况下，球磨机无法正常工作的困难，提高了工作效率。
上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。