电器学第3版课件(李靖高职高专).ppt
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电器学电器学电器学电器学书名书名:
电器学第电器学第3版版ISBNISBN:
978-7-111-36606-5作者作者:
贺湘琰贺湘琰李靖李靖出版社:
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贺湘琰贺湘琰李李靖靖黄家麟黄家麟罗小丽罗小丽李晓慧李晓慧吴举秀吴举秀电器学第电器学第3版版高职高职高专高专pptppt课件课件电器学电器学电器学电器学第第2篇篇低压电器低压电器学习章节:
学习章节:
第第77章章低压配电电器低压配电电器第第88章章低压控制电器低压控制电器电器学第电器学第3版版高职高职高专高专pptppt课件课件电器学电器学电器学电器学第第8章章低压控制电器低压控制电器8.1概述概述1、定义定义:
低压控制电器是用于低压电力拖动系统中,低压控制电器是用于低压电力拖动系统中,对电动机运行进行控制、调节与保护的电器对电动机运行进行控制、调节与保护的电器。
2、种类种类:
接触器、控制继电器、起动器、凸轮控制器、接触器、控制继电器、起动器、凸轮控制器、主令电器、电阻器、变阻器及电磁铁主令电器、电阻器、变阻器及电磁铁。
3、主要技术要求主要技术要求:
工作准确可靠、操作频率高、机械工作准确可靠、操作频率高、机械寿命和电寿命长、体积小、重量轻,可接通与分断过寿命和电寿命长、体积小、重量轻,可接通与分断过载电流,但不能分断短路电流。
载电流,但不能分断短路电流。
电器学第电器学第3版版高职高职高专高专pptppt课件课件电器学电器学电器学电器学8.2接触器接触器8.2.1接触器的工作原理、用途和分类接触器的工作原理、用途和分类工作原理和用途工作原理和用途分类分类|正常工作条件下,用于频繁接通正常工作条件下,用于频繁接通和分断交、直流主电路,且可远距和分断交、直流主电路,且可远距离控制的低压电器。
离控制的低压电器。
|主要控制电动机,也可以于控制主要控制电动机,也可以于控制电热器、电焊机、电容器和照明灯电热器、电焊机、电容器和照明灯等电力负载。
等电力负载。
|装有灭弧罩,能接通与分断额定装有灭弧罩,能接通与分断额定电流和过载电流的电路。
电流和过载电流的电路。
|按按触头系统触头系统驱动方式,分为驱动方式,分为电磁接触器、电磁接触器、气动接触器和液压接触器气动接触器和液压接触器;|按按主触头控制电路的电流,分为直流和交流主触头控制电路的电流,分为直流和交流|按主触头的极数,按主触头的极数,分为分为单级、双极、三级和单级、双极、三级和多极多极|按主触头的正常位置,分动合和动断按主触头的正常位置,分动合和动断|按吸引线圈的电源,分交流励磁和直流励磁按吸引线圈的电源,分交流励磁和直流励磁|按灭弧介质,分空气式和真空式按灭弧介质,分空气式和真空式|按有无灭弧室,分有灭弧室和无灭弧室按有无灭弧室,分有灭弧室和无灭弧室电器学第电器学第3版版高职高职高专高专pptppt课件课件电器学电器学电器学电器学8.2.2接触器的主要技术参数接触器的主要技术参数名称名称定义定义量值范围量值范围额定电压额定电压主触头的额定工作电压主触头的额定工作电压交流接触器交流接触器2202201140V1140V,直流接触器直流接触器24241200V1200V额定电流额定电流主触头的额定工作电流主触头的额定工作电流6.3A6.3A4000A4000A约定发热电流约定发热电流规定试验条件下,接触器在八小时工作制下,各部规定试验条件下,接触器在八小时工作制下,各部件的温升不超过极限允许值时的最大电流件的温升不超过极限允许值时的最大电流动作值动作值接触器的吸合电压和释放电压,是线圈在额定电压接触器的吸合电压和释放电压,是线圈在额定电压下使用至热稳定状态后的数值下使用至热稳定状态后的数值额定值的额定值的8585110110时,时,应可靠地吸合;其释放电应可靠地吸合;其释放电压则不应高于线圈额定电压则不应高于线圈额定电压的压的7575接通与分断能力接通与分断能力主触头在规定条件下,能可靠地接通或分断的电流主触头在规定条件下,能可靠地接通或分断的电流值值表表8-38-3耐受过载电流能力耐受过载电流能力AC-2AC-2、AC-3AC-3和和AC-4AC-4的交流接触器应能承受的交流接触器应能承受AC-3AC-3类最大额定工作电流的类最大额定工作电流的88倍,通电倍,通电时间为时间为10s10s;DC-3DC-3、DC-5DC-5的直流接触器其耐受过载电流能力相当于的直流接触器其耐受过载电流能力相当于DC-3DC-3类最大额定工作电流的类最大额定工作电流的77倍,通电时间与交流接触器的规定相同。
倍,通电时间与交流接触器的规定相同。
机械寿命与电寿命机械寿命与电寿命在规定的正常工作条件下,机械开关电器不需修理在规定的正常工作条件下,机械开关电器不需修理或更换零件的或更换零件的无载与无载与负载操作负载操作的的次数。
次数。
与容量有关,数字很大。
与容量有关,数字很大。
电器学第电器学第3版版高职高职高专高专pptppt课件课件电器学电器学电器学电器学8.2.2接触器的主要技术参数接触器的主要技术参数名称名称定义定义量值范围量值范围操作频率操作频率每小时允许的操作次数每小时允许的操作次数一般在一般在15015012001200次次/h/h额定工作制额定工作制有有“长期、八小时、短时和反复短时长期、八小时、短时和反复短时”四种四种工作制工作制同一台接触器用于不同一台接触器用于不同工作制时,可以有同工作制时,可以有不同的额定工作电流不同的额定工作电流和短路保护电和短路保护电器的配合器的配合接触器不能分断短路电流,因此需要与短路接触器不能分断短路电流,因此需要与短路保护电器(简称保护电器(简称SCPDSCPD)配合使用,通常是与)配合使用,通常是与低压熔断器或低压断路器串联后使用。
低压熔断器或低压断路器串联后使用。
电器学第电器学第3版版高职高职高专高专pptppt课件课件电器学电器学电器学电器学CJ系列交流接触器常用的有系列交流接触器常用的有CJ20、CJ38、CJ40和和CJ45系列,此外系列,此外还有有CJ20-100A、CJ20-160A等智能型混合等智能型混合式交流接触器。
式交流接触器。
8.2.3电磁接触器的典型结构电磁接触器的典型结构1.CJ20系列交流接触器系列交流接触器电器学第电器学第3版版高职高职高专高专pptppt课件课件电器学电器学电器学电器学u采用双断点直采用双断点直动式立体式立体结构,构,结构构简单、占用安装面、占用安装面积小;小;衔铁为直直动式,没有式,没有转动轴,动触触头没有没有软连接,有利于提高机械寿命;触接,有利于提高机械寿命;触头采用的双断点采用的双断点结构有利于熄构有利于熄灭电弧、弧、简化化灭弧装置和提高弧装置和提高电寿命。
寿命。
uCJ20系列交流接触器的机械寿系列交流接触器的机械寿命命为3001000万次,万次,电寿命寿命(AC-3)为60120万次。
万次。
u以用于以用于AC-l、AC-2、AC-3及及AC-4使用使用类别,不同的使用,不同的使用类别下下额定工作定工作电流和流和电寿命不同。
寿命不同。
8.2.3电磁接触器的典型结构电磁接触器的典型结构1.CJ20系列交流接触器系列交流接触器电器学第电器学第3版版高职高职高专高专pptppt课件课件电器学电器学电器学电器学u模块式组合结构模块式组合结构。
uCJ45系列交流接触器包系列交流接触器包括括11个壳架、个壳架、22个个额定定电流流等等级(6.31000A),),额定定工作工作电压至至690V。
u其派生品中的其派生品中的CJ45C切切换电容接触器广泛用于低容接触器广泛用于低压电容容补偿柜。
与同柜。
与同类产品相比,品相比,具有可抑制涌流、体具有可抑制涌流、体积小、小、寿命寿命长、工作可靠的特点、工作可靠的特点8.2.3电磁接触器的典型结构电磁接触器的典型结构2.CJ45系列交流接触器系列交流接触器CJ40系列交流接触器系列交流接触器CJ45系列交流接触器系列交流接触器电器学第电器学第3版版高职高职高专高专pptppt课件课件电器学电器学电器学电器学u在交流接触器本体上加装智能控制模在交流接触器本体上加装智能控制模块,以实现起动、吸合、分断全过程的优块,以实现起动、吸合、分断全过程的优化控制,并具有通信功能化控制,并具有通信功能u装有智能型装有智能型电磁系磁系统,其控制回路包括,其控制回路包括电压检测电路、吸合信号路、吸合信号发生生电路和保持路和保持信号信号发生生电路路u能判能判别门槛吸合吸合电压,当控制,当控制电源源电压低于接触器低于接触器门槛吸合吸合电压时,不,不发出吸合出吸合信号,接触器不能合信号,接触器不能合闸并有相并有相应显示示u接触器吸合后能降低激磁接触器吸合后能降低激磁电流达到流达到节能能的目的。
的目的。
8.2.3电磁接触器的典型结构电磁接触器的典型结构3、智能型混合式交流接触器智能型混合式交流接触器图8-5智能型交流接触器的智能型交流接触器的结构示意构示意图电器学电器学电器学电器学u用于控制直流供用于控制直流供电负载和各种直流和各种直流电机机uCZ0的的额定定电压直流直流440V及以下,及以下,额定定电流流为40600Au主触主触头有有单极和双极两种,有极和双极两种,有动合触合触头也有也有动断触断触头u采用串采用串联磁吹磁吹线圈、双圈、双纵缝陶土陶土灭弧室弧室或横隔板式或横隔板式灭弧室(在弧室(在额定定电流流较小小时),),其熄其熄灭直流直流电弧的能力弧的能力较强强,且适宜,且适宜频繁繁操作。
操作。
8.2.3电磁接触器的典型结构电磁接触器的典型结构4.CZ0系列直流接触器系列直流接触器图8-7CZ0-250直流接触器直流接触器结构示意构示意图电器学电器学电器学电器学u双断点桥式触头和单断点指式触头两类双断点桥式触头和单断点指式触头两类u小容量的交流接触器触头多用双断点形式小容量的交流接触器触头多用双断点形式u额定电流大的接触器常采用单断点触头额定电流大的接触器常采用单断点触头8.2.4接触器的结构分析接触器的结构分析1.触触头电器学电器学电器学电器学8.2.4接触器的结构分析接触器的结构分析u根据灭弧材料和方式的不同,分五种类型根据灭弧材料和方式的不同,分五种类型u绝缘材料灭弧罩适用于小容量交流接触器绝缘材料灭弧罩适用于小容量交流接触器u多纵缝灭弧室多纵缝灭弧室用于操作频率较高和额定电流较大的接用于操作频率较高和额定电流较大的接触器触器u栅片灭弧室尤其适用于工作电压较高的交流接触器栅片灭弧室尤其适用于工作电压较高的交流接触器u串联磁吹适应于较高的操作频率串联磁吹适应于较高的操作频率u真空灭弧室真空灭弧室适用于易燃及易爆性气体的危险场合适用于易燃及易爆性气体的危险场合2.灭弧装置弧装置电器学电器学电器学电器学8.2.4接触器的结构分析接触器的结构分析u交流接触器的电磁铁结构形式常采用单交流接触器的电磁铁结构形式常采用单U形直动形直动式、双式、双E形直动式和双形直动式和双U形转动式等形转动式等u直流接触器的多采用拍合式,小容量的直流接触直流接触器的多采用拍合式,小容量的直流接触器也有采用直动式的。
器也有采用直动式的。
u电磁铁的结构及特性对接触器的寿命影响很大电磁铁的结构及特性对接触器的寿命影响很大,反映在六个方面。
反映在六个方面。
3.接触器的接触器的电磁磁铁电器学电器学电器学电器学8.2.6接触器的选用接触器的选用u2.交流接触器的选择方法交流接触器的选择方法u按接触器设计时规定的使用类别使用时,接触器的额定电流应等于或大按接触器设计时规定的使用类别使用时,接触器的额定电流应等于或大于负载的工作电流。
于负载的工作电流。
u按轻任务使用类别设计的接触器用于重任务使用类别时,应降低一个电按轻任务使用类别设计的接触器用于重任务使用类别时,应降低一个电流等级使用。
流等级使用。
u用于反复短时工作制的接触器,其额定电流应大于负载的等效发热电流。
用于反复短时工作制的接触器,其额定电流应大于负载的等效发热电流。
u1.接触器的额定电压及频率接触器的额定电压及频率u3.选择接触器型号选择接触器型号u各系列接触器是按一定使用类别和工作制设计的,应根据负载情况选择各系列接触器是按一定使用类别和工作制设计的,应根据负载情况选择适合的接触器。
适合的接触器。
u当遇到两种使用类别时,则应按重任务类别来选择。
当遇到两种使用类别时,则应按重任务类别来选择。
u应选用最新型号的接触器。
应选用最新型号的接触器。
电器学电器学电器学电器学8.3控制继电器控制继电器1.控制继电器的用途控制继电器的用途当输入的激励量达到规定要求时,在电气输出电路中,被控参量发生当输入的激励量达到规定要求时,在电气输出电路中,被控参量发生预定阶跃变化预定阶跃变化。
执行机构执行机构(如触头等如触头等)均用于控制电路,其额定电流一般等于或小于均用于控制电路,其额定电流一般等于或小于10A。
8.3.1控制继电器的用途和分类控制继电器的用途和分类电器学电器学电器学电器学名名称称定定义义电压继电路在控制电路的电压达到规定值时动作,以接通或分断被控电路在控制电路的电压达到规定值时动作,以接通或分断被控电路电流继电器在控制电路的电流达到规定值时动作,以接通或分断被控电路在控制电路的电流达到规定值时动作,以接通或分断被控电路中间继电器加在某一电器与被控电路之间,目的是扩大前一电器控制的电加在某一电器与被控电路之间,目的是扩大前一电器控制的电路的数量及容量路的数量及容量,本质仍属电压继电器本质仍属电压继电器时间继电器从得到输入的动作信号起,到触头动作从得到输入的动作信号起,到触头动作(或输出电路参数发生阶或输出电路参数发生阶跃变化跃变化)止,需经过一定的时间止,需经过一定的时间(一般大于一般大于0.2s),以实现控制,以实现控制系统的时序控制系统的时序控制热继电器输入量是电流通过加热元件产生的热量。
当热量达到一定值时输入量是电流通过加热元件产生的热量。
当热量达到一定值时动作,以接通或分断被控电路。
动作,以接通或分断被控电路。
温度继电器输入量是温度。
当温度达到规定值时动作,以接通或分断被控输入量是温度。
当温度达到规定值时动作,以接通或分断被控电路。
电路。
速度继电器输入量是机械转动的速度。
当速度达到规定值时动作,以接通输入量是机械转动的速度。
当速度达到规定值时动作,以接通或分断被控电路。
或分断被控电路。
2.控制继电器的控制继电器的种类种类电器学电器学电器学电器学8.3控制继电器控制继电器也称也称“继电特性特性”,如,如图8-12所示。
所示。
图中,中,输入量用入量用X表示,其中的表示,其中的Xc称称为继电器的器的动作作值,Xf称称为继电器的返回器的返回值;输出量用出量用Y表示。
表示。
8.3.2继电器的输入继电器的输入输出特性输出特性a)动合触合触头b)动断触断触头图8-12继电器的器的继电特性特性电器学电器学电器学电器学8.3.38.3.38.3.38.3.3控制继电器的主要技术参数控制继电器的主要技术参数控制继电器的主要技术参数控制继电器的主要技术参数灵敏度灵敏度继电器动作所需输入的最少功率继电器动作所需输入的最少功率返回系数返回系数(Kf)输入信号的返回入信号的返回值(Xf)与与动作作值(Xc)之比之比值,即,即KfXf/Xc。
整定值整定值继电器可以调整的参数继电器可以调整的参数动作参数动作参数输入量的动作值和返回值,例如吸合电压和释放电压、吸输入量的动作值和返回值,例如吸合电压和释放电压、吸合电流和释放电流、动作温度和返回温度等合电流和释放电流、动作温度和返回温度等额定参数额定参数输入量的额定值、触头承受的额定电压和额定电流等输入量的额定值、触头承受的额定电压和额定电流等电器学电器学电器学电器学8.3.38.3.38.3.38.3.3控制继电器的主要技术参数控制继电器的主要技术参数控制继电器的主要技术参数控制继电器的主要技术参数额定工作制额定工作制长期工作制、八小时工作制、短时工作制和反复短时工作制长期工作制、八小时工作制、短时工作制和反复短时工作制四种四种机械寿命、机械寿命、电寿命及操电寿命及操作频率作频率对控制电器的寿命及操作频率的要求均较高对控制电器的寿命及操作频率的要求均较高触头的接通和触头的接通和分断能力分断能力继电器触头在规定条件下能可靠接通和分断的电流值继电器触头在规定条件下能可靠接通和分断的电流值动作时间动作时间吸合时间和释放时间吸合时间和释放时间电器学电器学电器学电器学8.3.4常用的控制继电器常用的控制继电器类型类型图图表表特点特点1.JT3系列直系列直流电磁式继电器流电磁式继电器工作原理图见图工作原理图见图8-13u是一种通用继电器u通过在其电磁铁上装设不同的线圈或阻尼圈后,可制成电压继电器、中间继电器、欠电流继电器和时间继电器u动作参数和延时均有一定的调整范围u结构简单、工作可靠、调整方便、寿命长、价格便宜等优点,但是比较笨重2.JT18系列系列直流通用继电器直流通用继电器其技术参数见表其技术参数见表8-6l有电压继电器、欠电流继电器及时间继电器等,可以取代JT3系列l零件种数减少1/3,因而简化了工艺,降低了材料消耗及成本l电寿命很高3.JTX小型电磁小型电磁式继电器式继电器结构如图结构如图8-14l也是通用继电器,有交流电压继电器、直流电压继电器和直流电流继电器等,其电压继电器可作中间继电器使用l外形尺寸、消耗功率小、能够防尘等优点,但触头的负载能力及寿命较低电器学电器学电器学电器学8.3.4常用的控制继电器常用的控制继电器类型类型结构示意图结构示意图特点特点4.JL12系列系列过电流延时继电器过电流延时继电器结构示意图结构示意图见图见图8-15u供交流绕线转子异步电动机及直流电动机作过载保护用u有反时限保护持性,同时又可以防止在电动机起动过程中发生误动作5.舌舌(干干)簧继电器簧继电器结构示意图结构示意图见图见图8-16l当线圈通电后,管中两舌簧片的自由端分别被磁化成N极与S极而相互吸引,因而接通了被控制的电路。
l线圈断电后,舌簧片在本身的弹力作用下分开并复位,控制电路亦被切断l特别适用于晶体管电路,在检测、计算技术、通讯和自动控制等领域中得到应用电器学电器学电器学电器学8.3.4常用的控制继电器常用的控制继电器类型类型结构示意图结构示意图特点特点6.JS7-A系列系列气囊式时间继电器气囊式时间继电器通电延时型通电延时型工作原理图工作原理图见图见图8-17u有通电延时型和断电延时型。
其中,通电延时型继电器从通电起到所有触头达到工作状态止,存在一定的时间间隔(延时);继电器断电后,触头立即恢复到初始状态。
断电延时型继电器通电后触头立即达到工作状态,但从线圈断电起到所有触头都返回初始状态需经过一定的延时。
u由交流双E直动式电磁铁、触头系统(微动开关)和气囊延时机构组成u延时范围较大,且不受电源电压和频率波动的影响,结构比较简单,寿命长,价格低廉。
它的缺点是延时值易受周围介质温度、尘埃及安装方向等的影响,延时误差较大,无调节延时的刻度指示,难以精确地整定延时值电器学电器学电器学电器学8.3.4常用的控制继电器常用的控制继电器类型类型结构示意图结构示意图特点特点7.晶体管式晶体管式时间继电器时间继电器(JS20系列系列)图图8-18是是JS20系列系列单结晶体管通电延时单结晶体管通电延时电路电路图图8-19是其原理框图是其原理框图u采用电力电子元件进行延时控制的时间继电器,具有延时时间长、调节方便、延时精度高、使用寿命长、体积小、重量轻和品种齐全等优点,但也存在延时易受环境温度变化和电源波动影响、抗干扰性较差及价格较高等缺点。
u按延时的原理不同,分为阻容充电延时型和数字电路型两类。
u延时范围较大,且不受电源电压和频率波动的影响,结构比较简单,寿命长,价格低廉。
它的缺点是延时值易受周围介质温度、尘埃及安装方向等的影响,延时误差较大,无调节延时的刻度指示,难以精确地整定延时值电器学电器学电器学电器学8.3.4常用的控制继电器常用的控制继电器类型类型结构示意图结构示意图特点特点10.热继电器热继电器(JR20双金属片双金属片式式系列和系列和3RB电电子式子式系列系列)工作原理图见图工作原理图见图8-20u利用双金属片被加热到一定程度而动作的继电器u热元件的加热方式有“直接加热式、间接加热式、复合加热式和电流互感器加热式”四种u具有反时限保护特性,主要用于三相交流异步电机及其他电气设备过载保护12.温度继电器温度继电器(JW4型型)图图8-24是是JW4型温度继电器的型温度继电器的热敏电阻元件外热敏电阻元件外形图形图l埋置在电动机定子槽内或绕组端部内,直接反映该处的温度情况,并在温度达到规定值时动作,为电动机提供保护。
l有JW2和JW6型双金属片式温度继电器、JW4型半导体热敏电阻式温度继电器13.速度继电器速度继电器图图8-25为为JF20型速度继电器结型速度继电器结构示意图构示意图l是反映电动机转速和转向变化的继电器l动作转速一般不低于300r/min,复位转速约分100r/min以下,工作时允许最高转速可达10003000r/min。
电器学电器学电器学电器学8.4凸轮控制器与主令电器凸轮控制器与主令电器原理与特点原理与特点图表图表u按预定次序按预定次序,转换主电路和转换主电路和控制电路的接线以及变更电路控制电路的接线以及变更电路参数参数u常用于控制电动机的起动、常用于控制电动机的起动、调速、反转和制动等调速、反转和制动等u图图8-26凸轮控制器的一个凸轮控制器的一个凸轮凸轮和触头示意图和触头示意图u图图8-27凸轮控制器凸轮控制器接线原理图接线原理图及触头分合表及触头分合表8.4.1凸轮控制器凸轮控制器电器学电器学电器学电器学8.4凸轮控制器与主令电器凸轮控制器与主令电器名名称称原理与特点原理与特点图表图表1.按钮按钮u人力操作,并具有储能(弹簧)复位u用于给出控制信号,或用于电气线路联锁等u按钮形式有平钮、蘑菇钮、带灯钮、旋钮及钥匙钮等结构示意图如图8-282.行程开关行程开关u依靠工作机械驱动u反映工作机械的行程,发出命令以控制其运动方向或行程大小,以及进行程序控制u将机械信号转变为电信号,其以实现对工作机械的电气控制触头结构及运动示意图如图8-29示8.4.2主令电器主令电器用来接通与断开控制电路,以发出命令或作顺序用来接通与断开控制电路,以发出命令或作顺序程序程序控制控制的低压电器。
的低压电器。
其主要类型有按钮、行程开关、接近开关、主令控制器和万能转换开关等。
其主要类型有按钮、行程开关、接近开关、主令控制器和万能转换开关等。
电器学电器学电器学电器学8.4凸轮控制器与主令电器凸轮控制器与主令电器名名称称原理与特点原理与特点图表图表3.接近开关接近开关u在运动物体接近它就发出信号、起行程控制或计数控制作用u有“高频振荡型、感应电桥型、霍尔效应型、光电型。
永磁及磁敏元件型、电容型和超声波型”等多种类型图8-32是LJ12系列接近开关原理电路图4.主令控制器主令控制器u按照预定程序分合触头,以发布命令和转换电路接线u由手柄、外壳、转轴、装在转轴上的多个凸轮、多个触头组及定位装置等组成u凸轮非调整式和凸轮调整式;手动式、伺服电动机传动式和生产机械传动式。
8.4.2主令电器主令电器用来接通与断开控制电路,以发出命令或作顺序用来接通与断开控制电路,以发出命令或作顺序程序程序控制控制的低压电器。
的低压电器。
其主要类型有按钮、行程开关、接近开关、主令控制器和万能转换开关等。
其主要类型有按钮、行程开关、接近开关、主令控制器和万能转换开关等。
电器学电器学电器学电器学
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