永磁無刷直流電機(jī)是近年來隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和新型永磁材料的出現(xiàn)而迅速成熟起來的一種新型機(jī)電一體化電機(jī),由于采用了高性能的永磁材料和電子控制技術(shù),它具有單位體積轉(zhuǎn)矩高、轉(zhuǎn)矩慣性比小,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩高,調(diào)速特性好等優(yōu)點(diǎn),因而在航空航天、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備及家用電器等方面都獲得了廣泛的應(yīng)用.該文討論了永磁無刷電機(jī)的電磁分析方法,提出了場路結(jié)合的分析方法并闡述了其原理,并以此對(duì)永磁無刷直流電機(jī)的電磁性能進(jìn)行了分析.該文著重于電機(jī)的設(shè)計(jì),結(jié)合了ANSYS有限元計(jì)算軟件與AutoCAD的二次開發(fā)技術(shù)建立了一套較完整和實(shí)用的CAD軟件,并以此軟件為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)制造了外轉(zhuǎn)子低速電機(jī)的樣機(jī)并對(duì)之進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試,并將測試結(jié)果與通過軟件計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行了比較與分析.
標(biāo)簽： 無刷直流電機(jī) 電磁分析
上傳時(shí)間： 2013-06-14
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由于低場磁共振自由感應(yīng)（FID-Free Induction Decay）信號(hào)十分微弱,信噪比低,所以信號(hào)放大電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試具有一定的困難.該文首先對(duì)低場磁共振電路系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊進(jìn)行了分析,并估算了低場磁共振的信號(hào)幅值,然后重點(diǎn)對(duì)天線接口和前置放大兩個(gè)電路模塊進(jìn)行了分析研究.天線接口電路是射頻發(fā)射電路、信號(hào)接收電路與磁體天線的接口電路.針對(duì)接收信號(hào)弱、信噪比低的情況,天線接口電路不但要實(shí)現(xiàn)天線的三個(gè)狀態(tài)（發(fā)射、泄放、接收）間的切換,而且要對(duì)信號(hào)進(jìn)行無源放大.該文在完成了天線接口電路功能分析后,建立了簡化模型,然后對(duì)其參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算,得出了滿足最大放大倍數(shù)和期望帶寬時(shí)的調(diào)試指導(dǎo)參數(shù),還據(jù)此設(shè)計(jì)了校驗(yàn)信號(hào)發(fā)生電路.前置放大電路主要完成磁共振FID信號(hào)的有源放大.該文在進(jìn)行了方案討論后,給出了具體的前置放大電路,并對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行了靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算和動(dòng)態(tài)仿真分析,計(jì)算了增益系數(shù),分析了帶寬,并作了噪聲分析.該文還參照高頻電路的設(shè)計(jì)特點(diǎn),分析了低場磁共振信號(hào)放大電路的噪聲干擾的來源、種類;討論了器件選擇、電路布板等方面的注意事項(xiàng);給出了減小噪聲干擾的一些具體措施.
標(biāo)簽： FID 磁共振 信號(hào)放大電路
上傳時(shí)間： 2013-06-01
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該文通過大量的文獻(xiàn)資料閱讀,對(duì)永磁同步電機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀和趨勢有了一個(gè)比較全面的理解,在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制的機(jī)理,并提出了一套相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩直接控制方案,建立了仿真和試驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)研究,獲得了有價(jià)值的研究成果.該文的主要內(nèi)容包括:(1)由空間矢量模型推導(dǎo)出永磁同步電機(jī)的磁鏈、電壓和轉(zhuǎn)矩的公式,描述了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制的基本控制機(jī)理,分析了永磁同步電機(jī)與感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩直接控制方式上的不同之處以及轉(zhuǎn)矩直接控制對(duì)永磁同步電機(jī)的要求.(2)在對(duì)永磁同步電機(jī)運(yùn)行機(jī)理的分析基礎(chǔ)之上,討論了永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制系統(tǒng)中各個(gè)控制子模塊的功能和具體的實(shí)現(xiàn)方式,提出了一套永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制的具體實(shí)施方案,并根據(jù)這套方案建立了基于Simulink(Matlab)的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制仿直模型,對(duì)所出的控制方案進(jìn)行了仿真分析.(3)在理論研究的基礎(chǔ)之上,設(shè)計(jì)研制了一套基于DSP+IPM的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩直接控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),編寫了控制程序軟件,進(jìn)行了永磁同步電機(jī)運(yùn)行實(shí)驗(yàn).
標(biāo)簽： 永磁同步電機(jī) 轉(zhuǎn)矩 直接控制
上傳時(shí)間： 2013-05-29
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能量變換器是一種新型高壓發(fā)電機(jī)，采用高壓交聯(lián)聚乙烯(XLPE)電纜作為定子繞組，這種革新結(jié)構(gòu)使其能夠輸出高電壓，從而可以直接并網(wǎng)。因此，對(duì)能量變換器的運(yùn)行進(jìn)行系統(tǒng)地研究是極為必要的。本文針對(duì)能量變換器小值振蕩和穩(wěn)定性進(jìn)行了深入地研究。 本文首先介紹了能量變換器的發(fā)展背景和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，詳盡分析了研究大型同步發(fā)電機(jī)和能量變換器穩(wěn)定性的意義。 然后，本文對(duì)能量變換器靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行了分析，建立了能量變換器靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出了能量變換器靜態(tài)穩(wěn)定功率特性和靜態(tài)穩(wěn)定功率極限的表達(dá)式。并分析了勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)能量變換器靜態(tài)功率特性的影響，應(yīng)用對(duì)比研究的方法，證明了能量變換器的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)和靜態(tài)穩(wěn)定功率極限都比傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)高。 本文同時(shí)結(jié)合能量變換器樣機(jī)參數(shù)，系統(tǒng)分析了其穩(wěn)態(tài)小值振蕩的物理過程，推導(dǎo)了能量變換器小值振蕩時(shí)的整步轉(zhuǎn)矩系數(shù)、阻尼轉(zhuǎn)矩系數(shù)和電流、轉(zhuǎn)矩、電磁功率各微變量的表達(dá)式，并通過仿真分析，歸納出了不計(jì)定子電阻和線路阻抗時(shí)能量變換器相應(yīng)微變量的變化規(guī)律。此外，本文對(duì)考慮勵(lì)磁調(diào)節(jié)作用時(shí)小值振蕩各微變量的變化進(jìn)行了仿真研究，給出了此狀態(tài)下相應(yīng)微變量的變化規(guī)律。 最后，本文對(duì)能量變換器系統(tǒng)在線路發(fā)生單相短路、相間短路和兩相接地短路故障時(shí)的物理過程進(jìn)行了分析，繪制了能量變換器正常運(yùn)行和故障運(yùn)行時(shí)的電氣圖與等值電路，結(jié)合等值電路推導(dǎo)了能量變換器相應(yīng)故障狀態(tài)下的功率表達(dá)式，并通過仿真分析與對(duì)比研究，給出了能量變換器系統(tǒng)在線路發(fā)生單相短路、相間短路和兩相接地短路故障時(shí)的極限切除時(shí)間，得到了能量變換器的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定極限。 本文所得結(jié)論對(duì)能量變換器合理可靠的設(shè)計(jì)及運(yùn)行提供了依據(jù)，具有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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從雙饋電機(jī)的基本工作原理出發(fā),分析雙饋電機(jī)調(diào)速的特點(diǎn),引入矢量控制技術(shù),進(jìn)行坐標(biāo)變換,得出雙饋電機(jī)同步坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型.用MATLAB的S函數(shù)建立雙饋電機(jī)仿真模型,對(duì)雙饋電機(jī)起動(dòng)性能進(jìn)行分析.對(duì)雙饋電機(jī)的調(diào)速性能進(jìn)行了詳細(xì)討論,得知雙饋電機(jī)要完全進(jìn)行調(diào)速必須實(shí)現(xiàn)MT軸轉(zhuǎn)子電壓矢量的完全解耦.為此我們確定雙饋電機(jī)調(diào)速時(shí)的矢量控制策略即轉(zhuǎn)子電流定向的矢量控制.在進(jìn)行定子磁場定向后,保持轉(zhuǎn)子電流與定子磁鏈相垂直,進(jìn)行轉(zhuǎn)子電流定向.雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子電流定向矢量控制調(diào)速系統(tǒng)完全分為兩個(gè)通道,解除了雙饋電機(jī)的內(nèi)部耦合,實(shí)現(xiàn)電機(jī)的勵(lì)磁電流與轉(zhuǎn)距電流的分別控制,使雙饋電機(jī)的調(diào)速性能優(yōu)異.試驗(yàn)證明調(diào)速系統(tǒng)具有變頻器功率小、功率因數(shù)高、動(dòng)態(tài)性能好、調(diào)速范圍廣等優(yōu)點(diǎn),適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的調(diào)速,有良好的工業(yè)應(yīng)用前景.
上傳時(shí)間： 2013-07-02
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永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)體積小,功率密度高,控制性能好,效率很高,在工業(yè)、車輛、家電、計(jì)算機(jī)及軍事等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,尤其在電動(dòng)車應(yīng)用領(lǐng)域倍受青睞,是當(dāng)前電動(dòng)車電動(dòng)機(jī)研發(fā)的熱點(diǎn).可以預(yù)見,隨著永磁材料和電力電子器件的價(jià)格的進(jìn)一步降低,以及無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的理論研究和實(shí)踐應(yīng)用的不斷完善和提高,永磁無刷直流電機(jī)及其控制系統(tǒng)將在很多場合有廣泛的應(yīng)用前景.該文通過大量的文獻(xiàn)資料閱讀,在對(duì)永磁無刷直流電機(jī)的發(fā)展和現(xiàn)狀有了一個(gè)整體了解的基礎(chǔ)上,針對(duì)復(fù)合式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁無刷直流電機(jī)研制了一套弱磁恒功率控制系統(tǒng),提出一種"雙模控制"的控制策略,成功的實(shí)現(xiàn)了基速以下恒轉(zhuǎn)矩控制,基速以上弱磁恒功率控制.該文的主要內(nèi)容包括:首先介紹了永磁無刷直流電機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀和基本原理,以及永磁無刷直流電機(jī)弱磁恒功率控制運(yùn)行機(jī)理和難點(diǎn);其次,對(duì)采用復(fù)合式永磁無刷直流電機(jī)本體的弱磁控制,詳述了其本體結(jié)構(gòu)和整套控制系統(tǒng),給出了硬件電路和軟件編程,提出了相關(guān)控制策略;最后,系統(tǒng)成功運(yùn)行,獲得了相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形,驗(yàn)證了控制策略和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性.
標(biāo)簽： 無刷直流電機(jī) 恒功率 弱磁控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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該論文在研究永磁同步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理的基礎(chǔ)上詳細(xì)討論了其變頻調(diào)速的理論并且設(shè)計(jì)了一套基于DSP的永磁同步電動(dòng)機(jī)磁場定向矢量控制系統(tǒng).永磁同步電動(dòng)機(jī)相對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)來說具有體積小、效率高以及功率密度大等優(yōu)點(diǎn),因此自從上個(gè)世紀(jì)80年代,隨著永磁材料性能價(jià)格比的不斷提高,以及電力電子器件的進(jìn)一步發(fā)展,永磁同步電動(dòng)機(jī)的研究也進(jìn)入了一個(gè)新的階段.永磁同步電動(dòng)機(jī)既區(qū)別于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又與電勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)相比有自身的特點(diǎn),因此該論文首先從永磁同步電動(dòng)機(jī)的本身出發(fā),討論了其穩(wěn)態(tài)運(yùn)行原理,分析了永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性、功率特性及效率.矢量控制理論的發(fā)明是交流調(diào)速領(lǐng)域中的一個(gè)重大突破,該論文詳細(xì)討論了永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制,在推導(dǎo)其精確數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上分析了矢量控制理論用于永磁同步電動(dòng)機(jī)控制的幾種電路控制策略,包括了i<,d>=0控制、cosψ=1控制,以及最大轉(zhuǎn)矩/電流控制方式,并且開發(fā)出基于DSP的全數(shù)字永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制系統(tǒng),給出了其軟、硬件的設(shè)計(jì)方案.弱磁控制是永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制又一方面,論文分析了永磁同步電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速的原理以及弱磁擴(kuò)速困難的原因,并由此提出了兩種特殊轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的新弱磁方案.直接轉(zhuǎn)矩控制是繼矢量控制后交流調(diào)速領(lǐng)域的又一個(gè)高性能控制方法,論文最后討論了直接轉(zhuǎn)矩控制理論在永磁同步電動(dòng)機(jī)控制上的運(yùn)用,并使MATLAB工具對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究,仿真結(jié)果表明,直接轉(zhuǎn)矩控制具有動(dòng)態(tài)性能好,靜差小以及魯棒性好的特點(diǎn).
標(biāo)簽： 永磁同步電動(dòng)機(jī) 變頻調(diào)速系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-07-06
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直流電動(dòng)機(jī)具有運(yùn)動(dòng)效率高和調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點(diǎn),但傳統(tǒng)的直流電動(dòng)機(jī)均采用電刷,以機(jī)械方法進(jìn)行換向,因而存在致命弱點(diǎn),再加上制造成本高及維修困難等缺點(diǎn),從而限制了它的應(yīng)用范圍.近年來隨著永磁材料、現(xiàn)代電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制理論的迅猛發(fā)展而成熟起來的永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)(Brushless Direct Current Motor-BIDCM)具有體積小、重量輕、效率高、噪音低且可靠性高的特點(diǎn),因而得到了廣泛的應(yīng)用.該文研究的對(duì)象是由兩套三相無刷直流電動(dòng)機(jī)組成的六相無刷直流電動(dòng)機(jī),每套繞組三相對(duì)稱,兩套繞組對(duì)應(yīng)相之間相差30°電角度.重點(diǎn)研究六相無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性和系統(tǒng)的可靠性.在分析無刷直流電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生原理的基礎(chǔ)上,闡述了三相無刷直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的原因,在此基礎(chǔ)上提出六相無刷直流電動(dòng)機(jī).分析結(jié)果表明,六相無刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性優(yōu)于三相無刷直流電機(jī),并且系統(tǒng)的可靠性也較高.該文對(duì)無刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理進(jìn)行了詳盡的分析,建立了三相和六相無刷直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型.并利用MATLAB/SIMULINK軟件建立了三相和六相無刷直流電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)仿真模型.該系統(tǒng)仿真模型采用雙閉環(huán)控制,內(nèi)環(huán)為電流環(huán)(采用滯環(huán)調(diào)節(jié)),外環(huán)為速度環(huán)(采用PI調(diào)節(jié)).對(duì)所得的仿真結(jié)果進(jìn)行分析,表明與理論分析相吻合,證明了六相無刷直流電動(dòng)機(jī)仿真模型的正確性.對(duì)兩套繞組可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行仿真分析,結(jié)果表明六相無刷直流電動(dòng)機(jī)具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力.由此得出結(jié)論,該文提出的六相無刷直流電動(dòng)機(jī)方案是可行的.由于繞組在電機(jī)的結(jié)構(gòu)中占有相當(dāng)重要的位置,該文利用槽號(hào)相位表,設(shè)計(jì)了三相和六相無刷直流電動(dòng)機(jī)的繞組.對(duì)槽號(hào)的分配,線圈的連接作了詳細(xì)地說明.該文還對(duì)三相和六相無刷直流電動(dòng)機(jī)定子繞組的磁勢進(jìn)行了諧波分析,分析結(jié)果表明了六相無刷直流電動(dòng)機(jī)定子繞組的磁勢高次諧波含量要少于三相無刷直流電動(dòng)機(jī).
標(biāo)簽： 六相 無刷直流電動(dòng)機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-07-13
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永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)是一種先進(jìn)的集電力電子變換器與永磁電機(jī)本體于一體的機(jī)電一體化系統(tǒng),它既具備交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便的一系列優(yōu)點(diǎn),又具備直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率高、無勵(lì)磁損耗以及調(diào)速性能好的諸多特點(diǎn).正是由于這些原因,自上世紀(jì)末起,逐漸形成永磁無刷直流電機(jī)的研究熱潮.在此背景下,本文以此為課題,對(duì)永磁無刷直流電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了一些理論分析和實(shí)踐應(yīng)用.本文首先在綜合國內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,分析了永磁無刷直流電機(jī)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和趨勢,提出了目前存在的一些問題.介紹了永磁無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理,推導(dǎo)出永磁無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型.針對(duì)永磁無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),本文詳細(xì)分析了各種調(diào)制斬波方式對(duì)注入電機(jī)電流以及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響,比較分析各種斬波方式下系統(tǒng)運(yùn)行情況,提出一種有利于減少轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的斬波方式.同時(shí),本文還提出了一種回饋制動(dòng)的方式,進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能,節(jié)約能源.在大型永磁電機(jī)磁極設(shè)計(jì)中,通常采用多塊磁鋼來組成勵(lì)磁磁極.考慮到磁鋼本體的分散性和加工誤差,本文從工程實(shí)際應(yīng)用出發(fā),提出了一種磁鋼優(yōu)化配置方法,保證每個(gè)磁極中各段磁鋼產(chǎn)生的合成磁密幅值接近相等且通量均衡,從電機(jī)本體設(shè)計(jì)角度上提高系統(tǒng)性能.本文在理論分析基礎(chǔ)上,以單片機(jī)和功率智能模塊為硬件平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了一套多相永磁無刷直流電機(jī)系統(tǒng).針對(duì)理論分析,進(jìn)行了各種方案的比較分析,經(jīng)過試驗(yàn)結(jié)果和仿真分析結(jié)果,進(jìn)一步支持了論證了理論分析正確性和實(shí)用性.同時(shí),對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中的一些問題,本文也做了一些工作,提出一些分析和改進(jìn).
標(biāo)簽： 多相 無刷 直流電機(jī)控制
上傳時(shí)間： 2013-08-04
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本文在分析干式電力變壓器絕緣結(jié)構(gòu)和電場分布特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，建立了四種電場分析模型：二維和三維高壓繞組電場分析模型、二維和三維端部電場分析模型。以SG10型H級(jí)絕緣空氣自冷干式變壓器為具體分析對(duì)象，采用ANSYS有限元分析軟件對(duì)四個(gè)電場模型進(jìn)行了有限元建模，并完成了有限元分析，得出相應(yīng)的干式電力變壓器絕緣的電場強(qiáng)度和分布分析結(jié)果。 在深入理解ANSYS有限元分析軟件接口的基礎(chǔ)上，編寫了以APDL參數(shù)化語言為基礎(chǔ)的命令流程序，并采用C++Builder6.0軟件編寫了實(shí)現(xiàn)模型修改和結(jié)果顯示的程序，完成了干式電力變壓器電場有限元分析系統(tǒng)的開發(fā)。應(yīng)用該軟件，用戶可以對(duì)四個(gè)模型的絕緣結(jié)構(gòu)尺寸、介電常數(shù)等參數(shù)直接進(jìn)行修改，在調(diào)用ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析后，可以得到非常直觀的相應(yīng)干式電力變壓器絕緣的電場強(qiáng)度和分布結(jié)果，包括顯示電場的最大電場強(qiáng)度值及其位置，以及用圖像方式顯示模型的電場強(qiáng)度矢量圖利分布云圖。本文工作對(duì)于研究干式電力變壓器的電場分布以及絕緣合理設(shè)計(jì)具有工程意義。
上傳時(shí)間： 2013-06-26
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