基于51單片機的低價型遠(yuǎn)程多用途無線遙控模塊.rar
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:小小小熊
永磁同步電動機交流伺服系統(tǒng)作為交流伺服系統(tǒng)的主流,在工業(yè)生產(chǎn)自動化領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛、前景廣闊。永磁同步伺服電動機作為伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu),其性能的優(yōu)劣在很大程度上決定了整個伺服系統(tǒng)的性能。因此,精心設(shè)計性能優(yōu)異的永磁同步伺服電動機具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。本課題系統(tǒng)研究了永磁同步伺服電動機的本體設(shè)計,包括設(shè)計方法、性能計算、有限元分析、參數(shù)計算、控制仿真、實驗測試等。 首先,綜述和分析了永磁同步伺服電動機的研究現(xiàn)狀、存在問題和發(fā)展前景,研究了永磁同步伺服電動機的設(shè)計特點和方法。開發(fā)了永磁同步伺服電動機的電磁計算程序,結(jié)合有限元計算數(shù)值的校正,完成對樣機的性能計算,計算結(jié)果較為準(zhǔn)確。 接著,深入分析永磁同步伺服電動機的氣隙磁場,得到充磁方式、極弧系數(shù)、不均勻氣隙、永磁體厚度等因素對氣隙磁場的影響,繪制了各因素對氣隙磁場基波和諧波總量影響的曲線,通過優(yōu)化設(shè)計,得到了明顯改善的正弦氣隙磁場。并拓展研究總結(jié)了不同永磁體形狀和尺寸對永磁直流電動機在換向和性能上的影響,取得有實用價值的研究成果。 然后,基于Ansoft、MagNet電磁分析軟件建立了永磁同步伺服電動機的有限元分析模型,深入研究了電機的反電勢波形、穩(wěn)態(tài)運行性能和齒槽轉(zhuǎn)矩,計算了直、交軸同步電抗等重要參數(shù)。建立了永磁同步伺服電動機Id=0控制的Matlab/simulink仿真模型,并進(jìn)行了仿真研究。 最后,對永磁同步伺服電動機進(jìn)行了實驗測試和分析,包括反電勢波形與磁場波形測試、性能曲線測試、直交軸同步電抗的測量。對測試結(jié)果與設(shè)計結(jié)果進(jìn)行了比較分析,驗證了設(shè)計方法的正確性。
上傳時間: 2013-08-04
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永磁同步發(fā)電機由于一系列高效節(jié)能的優(yōu)點,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航空航天、國防和日常生活中得到廣泛應(yīng)用,并且受到許多學(xué)者的關(guān)注,其研究領(lǐng)域主要涉及永磁同步發(fā)電機的設(shè)計、精確性能分析、控制等方面。 本課題作為國家自然科學(xué)基金項目《無刷無勵磁機諧波勵磁的混合勵磁永磁電機的研究》的課題,主要研究永磁電機的電磁場空載和負(fù)載計算,求出永磁電機的電壓波形和電壓調(diào)整率,為分段式轉(zhuǎn)子的混合勵磁永磁電機的研究奠定基礎(chǔ),主要做了以下工作: 首先介紹了永磁同步發(fā)電機的基本原理,包括永磁同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)形式和永磁同步發(fā)電機的運行性能,采用傳統(tǒng)解析理論給出了電壓調(diào)整率的計算方法及外特性的計算模型;然后用有限元ANSYS對永磁同步發(fā)電機樣機進(jìn)行實體建模,經(jīng)過定義分配材料、劃分網(wǎng)格、加邊界條件和載荷、求解計算等,得到矢量磁位Az、磁場強度H、磁感應(yīng)強度B等結(jié)果,直觀地看出電機內(nèi)部的磁場分布情況。 其次根據(jù)電磁場計算結(jié)果,應(yīng)用齒磁通法對其進(jìn)行后處理。該方法求解轉(zhuǎn)子在一個齒距內(nèi)不同位置處的磁場,以定子齒的磁通為計算單位,根據(jù)繞組與齒的匝鏈關(guān)系,計算出磁鏈隨時間的變化,進(jìn)而得到永磁同步發(fā)電機空、負(fù)載時電壓大小及波形。通過計算結(jié)果寫實驗結(jié)果對比,驗證了齒磁通法的正確性,為計算永磁同步發(fā)電機各種性能特性提供有力工具。 最后,基于齒磁通法對永磁同步發(fā)電機的外特性進(jìn)行了深入研究,定量分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對外特性的影響規(guī)律,提出了有效降低電壓調(diào)整率的方法的是:增加氣隙長度g的同時,適當(dāng)增加永磁體的磁化方向的長度hm;此外,要盡量的減少每相串聯(lián)匝數(shù)N和增大導(dǎo)線面積以減小阻抗參數(shù)。通過改變電機的結(jié)構(gòu)參數(shù),對其電磁場進(jìn)行計算,找到永磁電機電壓調(diào)整率的變化規(guī)律,為加電勵磁的混合勵磁永磁電機做準(zhǔn)備,達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。
上傳時間: 2013-04-24
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在傳統(tǒng)的直線驅(qū)動場合,都是由旋轉(zhuǎn)電機提供原動力,再由絲杠、絲桿、齒條等中間機構(gòu)轉(zhuǎn)換為直線運動。這樣的設(shè)置,不僅在中間傳動過程中消耗了大量的能量,而且摩擦產(chǎn)生的噪聲也非常明顯,同時也給系統(tǒng)的維護工作帶來了麻煩。 直線電機的出現(xiàn)可以使上述問題得到解決,由于具備直接將電能轉(zhuǎn)化為直線運動的能力,直線電機已經(jīng)在機床驅(qū)動、集成電路組裝等場合逐漸取代了傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機的位置。 自19世紀(jì)中期直線電機的概念被首次提出以來,經(jīng)過孕育、實驗、開發(fā)和實用這四個階段的發(fā)展,并借助于電力電子技術(shù),以及日漸成熟的直線電機控制技術(shù),直線電機已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了制造業(yè)、交通運輸業(yè)等各個方面。 與旋轉(zhuǎn)電機類似,按工作原理的不同,直線電機也有著各種類型,應(yīng)用較多的是直線步進(jìn)電機、直線同步電機和直線感應(yīng)電機。其中直線步進(jìn)電機更多的是應(yīng)用在需要精確定位的場合,比如半導(dǎo)體工業(yè);后兩者則被應(yīng)用在需要連續(xù)和大推力的場合,比如機床。而直線同步電機,尤其是永磁直線同步電機,憑借更大的單位面積推力、更高的效率等優(yōu)點受到了更多的青睞,與此同時,由于沒有了勵磁繞組,電機的整個結(jié)構(gòu)也得以簡化。另一方面,我國豐富的稀土資源也為這種電機的發(fā)展提供了廣泛空間。 作為一種較為新穎的電機,目前國內(nèi)仍缺乏系統(tǒng)化的永磁直線同步電機設(shè)計方案,尤其是電樞繞組部分。常用的方法仍是基于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機,例如使用雙層疊繞組方案。通過對實際電機的軟件模擬,我們發(fā)現(xiàn)這樣的設(shè)計思路的表現(xiàn)并不能令人滿意,比如造成了動子線圈槽滿率過大,電機設(shè)計難以形成系列化等缺點,而電機本身輸出推力的波動也較大。 針對傳統(tǒng)方案的一系列缺點,本文提出了一種新的永磁直線同步電機設(shè)計方案。該方案基于“單元電機”的概念,使用單層同心式線圈。當(dāng)目標(biāo)推力要求變化時,只需改變“單元電機”的數(shù)目和排列組合的方式,就可以達(dá)到改變的目的。而每個單元中的繞組連接方式則不需要改變,由此避免了繁瑣而復(fù)雜的繞組設(shè)計,這就給電機的系列化設(shè)計帶來了便捷。同時,單層繞組的使用也更方便嵌線,也更有利于降低銅耗,提高效率。 在完成單元電機設(shè)計任務(wù)的基礎(chǔ)上,本文利用加拿大Infolytica公司出品的電磁場有限元分析軟件MagNet對電機的運行進(jìn)行了模擬,并得到了電機的額定輸出推力曲線和反電動勢曲線,輸出推力曲線較之傳統(tǒng)方案也更平穩(wěn)。體現(xiàn)了該設(shè)計方案的優(yōu)越性。
上傳時間: 2013-06-29
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伺服系統(tǒng)是一種輸出能夠快速而精確地響應(yīng)外部的輸入指令信號的控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)在工業(yè)控制和家用電氣、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對伺服設(shè)備的性能也提出了越來越高的要求。因此,研制高性能、高可靠性的交流伺服系統(tǒng)有著十分重要的現(xiàn)實意義。 在伺服領(lǐng)域,永磁同步電機在結(jié)構(gòu)特點和運行方式上具有比其它類型的傳統(tǒng)伺服電機更為優(yōu)秀的運行性能和更廣泛的適用范圍,被越來越多的應(yīng)用到交流伺服系統(tǒng)。以數(shù)字信號處理技術(shù)為基礎(chǔ)、以永磁同步電機為執(zhí)行電機,采用高性能控制策略的全數(shù)字化永磁同步交流伺服控制系統(tǒng)必將成為伺服控制系統(tǒng)發(fā)展的趨勢。 本論文在研究永磁同步電動機運行原理的基礎(chǔ)上,詳細(xì)討論了磁場定向矢量控制理論,確定了id=0的控制策略和空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的電壓調(diào)制方法。本文采用TI公司生產(chǎn)的專門用于電機控制的數(shù)字信號控制芯片DSP(TMS320LF2407A)作為控制系統(tǒng)核心處理芯片,設(shè)計了一套基于DSP的全數(shù)字永磁同步電動機伺服控制系統(tǒng)。論文詳細(xì)論述了控制電路各部分及外圍輔助電路的設(shè)計和調(diào)試,包括功率驅(qū)動電路,供電電路與電源電路以及傳感器電路等等。軟件開發(fā)均在TI的CCStudl02.2集成開發(fā)環(huán)境下完成,軟件采用匯編語言編寫,完成了主程序模塊和子程序模塊設(shè)計,實現(xiàn)了電流A/D采樣、模型切換、轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)等功能,實現(xiàn)了位置、速度和電流雙閉環(huán)矢量控制,同時給出了主程序和各個子程序模塊的流程圖。 實驗結(jié)果表明,基于DSP實現(xiàn)的全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、速度超調(diào)小、轉(zhuǎn)矩脈動小等特點,具有良好的動靜態(tài)特性以及較高的精度。基本達(dá)到了課題預(yù)期的效果,從而證明了系統(tǒng)設(shè)計的可行性。
標(biāo)簽: DSP 永磁同步電機 伺服系統(tǒng)
上傳時間: 2013-05-18
上傳用戶:bpbao2016
汽車從批量生產(chǎn)到現(xiàn)在已經(jīng)有100多年的歷史,其中,車輛電子化、電動化取得了驚人的進(jìn)展,伴隨而來的是汽車用電量的迅速增加。專家預(yù)計到2010年電氣方面功率會達(dá)到10kW,電流將會增加3倍以上,如不增加電流,最有效的方法是盡量提高汽車電源供電電壓。電壓最好能在人體安全電壓范圍(DC60V)以下,42V是一種解決辦法。采用42V電源,可以直接減小導(dǎo)線尺寸和實現(xiàn)輕量化,從而降低成本。 在新的42V電源系統(tǒng)中,采用42V/14V雙電壓方案,對目前的電氣系統(tǒng)沖擊較小,過渡平緩。本文在綜合國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,對42V/14V雙電壓電氣系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展以及現(xiàn)狀進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究。主要研究內(nèi)容如下: 首先,本文分析了汽車電源升壓的原因,介紹了國內(nèi)外的現(xiàn)狀。研究探討新型42V電源系統(tǒng)對汽車蓄電池的影響,介紹了混合動力車用蓄電池的特點,比較目前混合動力車用幾種蓄電池的方案。因為42V/14V雙電壓共存,存在多種直流電壓變換器,本文分析了DC/DC變換器的結(jié)構(gòu)和原理,設(shè)計了高頻斬波型和二重軟開關(guān)兩種DC/DC變換器模塊方案。 其次,介紹了混合動力汽車42V一體化啟動發(fā)電機系統(tǒng)裝置的特點,敘述其工作原理和系統(tǒng)組成。提出了一種基于永磁同步電機ISG系統(tǒng)的設(shè)計方案。在對永磁同步電機理論研究的基礎(chǔ)上,本文完成了對永磁同步電機起動的實驗和調(diào)試。通過對實驗樣機做起動實驗,驗證了本文設(shè)計的ISG系統(tǒng)及電機的硬件驅(qū)動的可行性。 最后,汽車電源系統(tǒng)升壓會產(chǎn)生更高的瞬態(tài)高壓和更強的電磁干擾,本文簡要分析了其產(chǎn)生的原因,闡述了基本的抑制方法。 目前汽車電源系統(tǒng)由14V電源向42V電源發(fā)展已經(jīng)是必然的趨勢。作為過渡階段,對42V/14V雙電壓系統(tǒng)的研究將會是汽車界最近時期的一個重要內(nèi)容。42V汽車電源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的實施,將對汽車電器和電子設(shè)備帶來巨大的沖擊,同時也會給整個汽車界帶來新一輪的電氣技術(shù)革命。
上傳時間: 2013-07-23
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無功功率是影響電網(wǎng)穩(wěn)定的一個重要因素,無功補償是保證電力系統(tǒng)高效可靠運行的有效措施之一,它關(guān)系到整個電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定的運行。基于國內(nèi)電力市場的需求現(xiàn)狀,考慮到無功補償?shù)膶崿F(xiàn)條件和經(jīng)濟適應(yīng)性,研制出了一種基于DSPTMS320LF2407A控制的TSC型低壓動態(tài)無功補償裝置。 本文主要研究了TSC無功補償?shù)幕驹恚瑹o功補償?shù)目刂品绞胶驮恚琈ATLAB系統(tǒng)仿真以及控制器的軟、硬件的設(shè)計。在硬件設(shè)計方面,由DSPTMS320LF2407A作為主控制器,能夠?qū)崿F(xiàn)自動采樣計算、無功自動調(diào)節(jié)、故障保護、數(shù)據(jù)存儲等功能,具有比傳統(tǒng)的單片機控制運算速度高,實時性好的特點。采用晶閘管控制投切電容器,完全實現(xiàn)了電容器的快速,無弧,無沖擊投切,具有優(yōu)良的性能。在軟件上,采用C語言和匯編語言混合編程。在投切原則上,與常見的功率因數(shù)控制方案相比較,采用無功功率和功率因數(shù)相結(jié)合控制方式,避免了輕載投切振蕩,使無功調(diào)節(jié)更為合理。 為了實現(xiàn)裝置應(yīng)具有的功能,本文設(shè)計并制作了較為完整的控制電路及其外圍設(shè)備的硬件電路。文中設(shè)計編寫了整個控制系統(tǒng)的控制程序,給出了控制軟件的結(jié)構(gòu)框圖。結(jié)果表明本裝置軟硬件設(shè)計合理,控制方法可行,系統(tǒng)運行可靠,達(dá)到了預(yù)期的目的。
上傳時間: 2013-07-05
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20世紀(jì)90年代以來,為了緩解能源和環(huán)境對人類生活和社會發(fā)展的壓力,世界各國都投入了大量資金開發(fā)電動汽車。在日本、美國、法國等汽車強國已經(jīng)開發(fā)出一些商品化的電動汽車。我國在“十五”期間,國家電動汽車重大科技專項確立以燃料電池汽車、混合電動汽車、純電動汽車以及相關(guān)的多能源動力總成控制、驅(qū)動電機、動力蓄電池及燃料電池等關(guān)鍵零部件研發(fā)。 與其它驅(qū)動電機相比,永磁同步電動機具有高效率、高功率密度和良好的控制特性,受到人們的普遍關(guān)注,越來越多地應(yīng)用于電動汽車的驅(qū)動裝置中。本文課題以印度REVA公司小型純電動汽車驅(qū)動用永磁同步電動機及其控制器為研究對象,對永磁同步電動機本體及控制器硬件進(jìn)行了比較深入的研究,設(shè)計并制作了永磁同步電動機試驗樣機以及基于TMS320LF2407A DSP的永磁同步電動機控制器,在此基礎(chǔ)上展開了初步試驗研究。 本文首先比較了當(dāng)前常用電動汽車驅(qū)動電機的特點,并綜述了電力電子和計算機控制技術(shù)在汽車驅(qū)動中的應(yīng)用;然后分析永磁同步電機氣隙磁場對電機性能的影響,針對電動汽車驅(qū)動電機的特點,提出了T形轉(zhuǎn)子永磁同步電動機,不僅使永磁同步電動機的氣隙磁場接近正弦同時解決了高速運行時磁鋼的固定問題;同時,制作了基于TMS320LF2407A DSP和IPM模塊的永磁同步電動機矢量控制器,并對控制器進(jìn)行了驅(qū)動無刷直流電動機的負(fù)載實驗和永磁同步電機的空載實驗;最后,分析永磁同步電機矢量控制的數(shù)學(xué)模型,并建立了永磁同步電機的SVPWM驅(qū)動的仿真模型,進(jìn)行了id=0的矢量控制系統(tǒng)仿真,研究了永磁同步電機參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的影響。
上傳時間: 2013-07-23
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隨著功率開關(guān)器件的進(jìn)步,大量的電力電子變流裝置在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用,但是這些變流裝置大部分都需要整流環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的不控整流或相控整流存在網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)低、電流畸變嚴(yán)重等缺點。PWM整流器可實現(xiàn)正弦的網(wǎng)側(cè)電流、單位或可調(diào)的功率因數(shù)、能量的雙向流動,是一種真正意義上的“綠色環(huán)保”電力電子裝置。PWM整流器可分為電壓型PWM整流器(Voltage—SourceRectifier,VSR)和電流型PWM整流器(Current—SourceRectifier,CSR)。CSR具有直接控制輸出電流、動態(tài)響應(yīng)快、限流能力強等特點,在一些中、大功率應(yīng)用場合,較之VSR,在經(jīng)濟和技術(shù)上更具優(yōu)勢。 本文針對電網(wǎng)電壓平衡、不平衡情況、多模塊直接并聯(lián)幾個方面,對三相CSR及其控制策略展開了深入研究,論文的主要工作和取得的創(chuàng)新性成果如下: 1、在電網(wǎng)電壓平衡情況下,提出了三相CSR的直流電流非線性解耦控制策略和交流電流非線性解耦控制策略,實現(xiàn)了有功功率和無功功率的獨立、解耦控制,獲得了線性的動態(tài)響應(yīng)。直流電流非線性解耦控制策略是直流電流控制和網(wǎng)側(cè)無功電流控制并行的控制策略,具有較快的直流電流響應(yīng)速度;交流電流非線性解耦控制策略是直流電流(或電壓)控制和網(wǎng)側(cè)電流控制級聯(lián)的控制策略,具有結(jié)構(gòu)簡單,便于獨立設(shè)計直流和交流控制器的特點。 2、考慮了電網(wǎng)電壓不平衡和濾波器參數(shù)三相不對稱的情況,提出了基于瞬時有功功率調(diào)節(jié)的三相CSR的不平衡補償策略,消除了直流電流脈動分量,實現(xiàn)了網(wǎng)側(cè)可控的功率因數(shù)和正弦的交流電流;提出了基于滑模控制的交流電流控制策略,簡化了控制器結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了對網(wǎng)側(cè)電流的無差跟蹤。 3、建立了多模塊直接并聯(lián)CSR的環(huán)流模型;對任一并聯(lián)模塊,提出了總直流電流控制器外加2個均流控制器的直流側(cè)控制器結(jié)構(gòu),保證了流過各模塊上、下橋臂的電流均相等,并且各模塊僅共享總直流電流控制器輸出信號,最大可能地保證了各模塊控制的獨立性。 4、建立了三相CSR實驗系統(tǒng),進(jìn)行了初步的實驗研究。
上傳時間: 2013-04-24
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風(fēng)能作為一種清潔可再生能源,迅速發(fā)展,已經(jīng)成為世界新能源最主要的發(fā)展方向之一。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)按照容量可以分為小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和大型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),按照是否并網(wǎng)又分為離網(wǎng)系統(tǒng)和并網(wǎng)系統(tǒng),文章著重研究小型并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。 本文在分析國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及風(fēng)電產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,研究了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)、風(fēng)力機的主要機型以及發(fā)電系統(tǒng)的分類。通過研究風(fēng)力機和永磁同步發(fā)電機各自的特性,基于它們的數(shù)學(xué)模型分別建立了各自的仿真模型。基于上述仿真模型,分別建立了整個電壓源型逆變器并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和電流源型逆變器并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型。 在風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中,并網(wǎng)逆變器是核心部分,可以分為電流源型逆變器和電壓源型逆變器。本文研究了三相電壓源型逆變器實現(xiàn)并網(wǎng)所采用的控制方法,包括空間矢量調(diào)制法和鎖相環(huán)技術(shù)。針對電流源型并網(wǎng)逆變器風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),研究了PWM電流源型整流器的空間矢量調(diào)制和PWM電流源型逆變器的三種脈寬調(diào)制策略。 文中電壓源型逆變器并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型,采用BOOST變換器穩(wěn)定逆變器輸入直流電壓,采用SPWM方法控制電壓源型逆變器實現(xiàn)風(fēng)機的并網(wǎng);在電流源型逆變器并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真模型中,用空間矢量調(diào)制方法控制PWM電流源型整流器和用SPWM控制電流源型逆變器的方法實現(xiàn)了系統(tǒng)的并網(wǎng)。本文對采用的控制方法進(jìn)行了仿真驗證,比較了兩種并網(wǎng)系統(tǒng)的并網(wǎng)優(yōu)缺點,最后對兩種并網(wǎng)逆變器的區(qū)別進(jìn)行了總結(jié)。
標(biāo)簽: 并網(wǎng) 仿真研究 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-29
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