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  • 不看后悔!最全的电机分类,看这一篇就够了!

    千次阅读 多人点赞 2020-09-24 07:47:23
    关于电机分类,这可能是最全的一篇文章了!花费了我一星期的空闲时间整理的! 关于电机分类,我也搜集了好多资料,自己花费了一星期的时间整理了一张思维导图! 按照不同的方向进行分类,并且对每个分类的依据进行...

    关于电机分类,这可能是最全的一篇文章了!花费了我一星期的空闲时间整理的!

    关于电机分类,我也搜集了好多资料,自己花费了一星期的时间整理了一张思维导图!
    按照不同的方向进行分类,并且对每个分类的依据进行了整理,
    借着这个平台,
    一来分享一下自己整理的知识,
    二来将其作为一个输出的平台,更加加深自己的印象!

    写这篇文章,主题是 电机分类 不会对电机内部构造,工作原理等等作详细描述,

    每个类别的电机,如果展开写,每一类都够写一篇文章的了!

    这里 目的是 帮助大家 区分电机的类别,能够快速识别生活中常见的电机!

     

    1、按照结构和工作原理划分

    异步和同步的区别

    • 异步电机:
      • 其电机转速达不到定子磁场的同步转速,由于内部构造的不同,其如果同步磁场的转速,就不会产生驱动力了!
    • 同步电机:
      • 其电机的转速与定子磁场的转速相同步!
    • 比较好的视频讲解:

    感应电动机和交流换向器电动机区别

    • 感应电动机:
      • 在定子回路中通入三相交流电,三相不断变换,进而形成的磁场方向不断变化,从而转子想当于作了切割磁感线的动作,进而形成感应电流,产生力,推动其转动。
    • 交流换向器电动机:
      • 电机通入交流电,经过换向器,换向器将其原始波形 处理成 半个波形,也就是正弦的一半,原理也是电磁感应!

    永磁同步、磁阻同步、磁滞同步电机区别

    • 永磁同步:
      • 永磁体提供励磁(励磁:向同步电动机或者发电机 提供工作磁场的装置
    • 磁阻同步:
      • 利用转子交轴和直轴磁阻不等而产生磁阻转矩的同步电动机
    • 磁滞同步:
      • 利用磁滞材料产生磁滞转矩
    • 总结:
      • 归根到底,还是产生力的方式的区别

    三相异步、单相异步、罩极异步区别

    • 三相异步:
      • 接入380V的三相电,不断变换,产生磁场,电机转子与定子旋转磁场不同步,所以称之为 三相异步
      • 相关链接
    • 单相异步:
      • 接入220V,单相电;
      • 定子上有两相绕组,在空间互差90°电角度,一相为主绕组,又称为运行绕组;另一相为副绕组,又称起动绕组
      • 转子采用普通鼠笼式转子结构
      • 一相绕组单独通入交流电流时,产生的磁动势。两相绕组同时通入相位不同的交流电流时,在电机中产生的磁动势一般为椭圆旋转磁动势,特殊情况下可为圆形旋转磁动势。
      • 相关链接
    • 罩极异步:
      • 也是单相电机,通入220V单相电
      • 内部有两个绕组,一个主绕组,一个副绕组,其副绕组为罩极环,用于产生一个与主磁场有相位差的罩极磁场,两个磁场相互作用形成旋转磁场
    • 总结:
      • 通入电压的区别、副绕组的结构区别

    单相串励电动机,交直流两用电动机,推斥电动机区别:

    • 单相串励电动机:
      • 单相:通入单相电
      • 串励:电枢绕组与励磁绕组串联在一起工作
      • 其有些也属于交直流两用电动机
      • 相关链接
    • 交直流两用电动机
      • 顾名思义,既可在交流电下使用,也可在直流电下使用
    • 推斥电动机
      • 属于单相交流换向器电动机
      • 定子绕组由单相电源供电,转子为一个借电刷短接的带有换向器的电枢绕组
      • 当电刷从几何中线逆时针偏离时,转子顺时针转动;当电刷从几何中线顺时针偏离时,转子逆时针转动。
      • 因为有这种转向与电刷偏离方向相反的现象,故称为推斥电动机

     

    2、按工作电源分类

    有刷直流和无刷直流的区别:

    • 有刷电机:
      • 机械换向,磁极不动,线圈旋转。内部含有碳刷,起到换向作用。
      • 碳刷不断磨损,会造成一定损耗,并且需要定时更换碳刷
    • 无刷电机:
      • 电子换向,线圈不动,磁极转动。通常用霍尔元件感应永磁体位置,进而控制电流的方向,达到换向作用。
    • 总结:

    永磁直流电动机和电磁直流电动机区别:

    • 永磁直流:
      • 内部磁铁采用永磁体,通入直流电,改变供电极性,可以改变旋转方向。
    • 电磁直流:
      • 电磁直流由定子磁极,转子电枢,换向器,电刷等组成,其主磁极由铁芯和励磁绕组构成。

    稀土永磁、铁氧体永磁、铝镍钴永磁区别:

    • 永磁体的材料不同

    串励、并励、他励、复励的区别:

    • 串励
      • 内部的励磁绕组与转子绕组之间通过电刷和换向器串联
    • 并励
      • 内部的励磁绕组和转子绕组之间并联
    • 他励
      • 内部的励磁绕组接到独立的励磁供电,励磁电流较为恒定
    • 复励
      • 定子磁极上除有并励绕组外,还装有与转子绕组串联的串励绕组
    • 相关链接

     

    3、按电机用途划分

    步进电动机:

    • 步进电机是一种电脉冲信号转换成角位移或者线位移的电动机。
    • 每一个脉冲信号,对应的有一个角度。
    • 转速与脉冲频率有关。
    • 相关链接

    该类别下的其他电机,与上文比较相似,仔细读过上面文章之后,这些分类基本上都能搞明白了,这里就不一一进行说明了!


    下面为更新内容:

    评论区内有朋友们让我补充一下力矩电机、直线电机的分类、以及永磁同步电机的相关知识,最近整理了一下,分享给大家!

     

    力矩电机:

    • 又称转矩电机,直驱电机,正如起名,输出恒定的力。
    • 并且可以再堵转模式下持续运行,不会造成电机损坏。
    • 力矩电机包括:直流力矩电机,交流力矩电机,无刷直流力矩电机。

    直流力矩、交流力矩、无刷直流力矩区别:

    • 直流力矩
      • 通入直流电,与直流伺服电动机相同,大多采用永磁励磁。
    • 交流力矩
      • 基本与交流伺服电动机相同,其输出功率较小,堵转转矩较大,堵转电流比较小,并且通过速度反馈,控制张力大小来实现调速
    • 无刷直流力矩电机
      • 当然,内部无电刷

    直线电机:

    • 又称为线性电机,线性马达,直线马达等,是将电能转换为直线运动,不需要传动机构。
    • 相当于旋转电机径向剖开。
    • 直线电机的初级等同于旋转电机的定子;
    • 直线电机的次级等同于旋转电机的转子。
    • 既可以初级固定、次级移动,也可以次级固定、初级移动。
    • 相关链接

    直线电机按工作原理可分为:直流、异步、同步和步进等,其类型又分为U型电机,平板电机,圆柱型直线电机等

    • 平板电机:
      • 有铁芯的直线电机,铁芯安装在铝背板上,
      • 磁轨和动子之间产生的吸力和电机产生的推力成正比。
      • 可以产生较大的力
    • U型电机:
      • 有两个介于金属板之间且都对着线圈动子的平行磁轨,
      • 无铁芯的直线电机,动子只有线圈,没有铁芯,
      • 动子定子之间无吸力,无齿槽效应。
      • 可以产生较大的加速度
    • 圆柱形直线电机:
      • 动子是圆柱形结构,
      • 沿固定着磁场的圆柱体运动,
      • 增加线圈可以复制以增加行程
      • 详细请看:文章1文章2

    建议:像这种电机,只看理论的话,理解比较困难,所以我附上了两篇文章,方便大家去辨识这类电机,如果深入学习的,建议去找一些这类电机相关结构的知识!


    永磁同步电机:
    这类电机,我对其相关结构作出详细的说明,这类电机也是工业上用的最多的电机了,希望能够帮助到大家,更高效的理解!

    文章1

     

    最后声明一下,本篇文章,主题在于 电机分类,更多的是让你看到生活中使用的电机时,能够分辨出来其所属类别!

    电机学是门学问,每一类电机都够出一本书了,我自己可能也是学习了一小部分,如果有错误的地方,大家评论区可以发表建议,我实时更改!


    最后,有些小伙伴想要我的电机分类的思维导图,我放到了这里。

    文章来源于公从号 移步IT之巅
    后台回复 电机分类,可以获取 电机分类的思维导图
    展开全文
  • 电机分类介绍

    千次阅读 2020-07-20 20:55:15
    步进电机 vs 伺服电机: 1、控制精度:步进电机的控制精度是由步距角决定的,且每个电机的步距角是确定的;伺服电机步距角由编码器决定,所以控制精度非常高。 【注】步距角:输入一个脉冲能转动的角度。二相步进...

    步进电机 vs 伺服电机:

    • 1、控制精度:步进电机的控制精度是由步距角决定的,且每个电机的步距角是确定的;伺服电机步距角由编码器决定,所以控制精度非常高。
      【注】步距角:输入一个脉冲能转动的角度。二相步进电机的步距角是1.8°,三相步进电机的步距角是1.2°,五相步进电机的步距角是0.72°。
      【注】编码器的区别:

      • 增量式:先找原点,再通过光电传感器计数,才能定位所停位置。
      • 绝对值式:不用找原点,因为所停位置的编码是独一无二的。
    • 2、低频特性:步进电机低速运转时会出现低频振动的现象;伺服电机运转时非常平稳。

    • 3、矩频特性:步进电机的转矩随着转速的增加会急剧下降。

    • 4、过载能力:步进电机没有过载能力;伺服电机有一个比其额定扭矩大三倍的过载能力。

    • 5、控制方式:步进电机开环控制;伺服电机闭环控制。

    • 6、速度响应:步进电机速度响应需要200-400ms的时间;伺服电机只需要几毫秒。

    • 7、效率:步进电机效率较低,在60%以下;伺服电机效率在80%以上,所以步进电机的温升会比伺服电机的温升高很多。

    直流电机 vs 交流电机:

    直流电机:

    • 1、直流电源电流从电源正极流到左边的电刷上,电刷和换向器摩擦后,电流流到换向器上,进而流入线圈,又从线圈右边流出,经过右的换向器和电刷流回电源负极,从而形成闭合回路。
    • 2、由于线圈处在一个磁场中,线圈会受到电磁力的作用,左边线圈中的电流向里,右边线圈中的电流向外,所以两个线圈边受到大小相同方向相反的电磁力,这两个电磁力刚好形成了电磁转矩,从而拉动线圈的转动。
    • 3、左右换向器跟着转轴转动,而电刷固定不动,转动一圈后,右边的线圈到了左边,左边的线圈到了右边,但是由于换向器的存在,现在处在左边的线圈内的电流方向和原来处在左边的线圈变的电流的方向一样流向里,所以受到的电磁力方向不变,右边也一样。所以从空间上看,在相同位置的线圈边受的电磁力方向是一直不变的,这就保证了电机的循环转动。
      在这里插入图片描述
      用动图来表示:
      在这里插入图片描述

    交流电机

    交流同步电动机

    如果在旋转磁场中放入一块永磁体或者电磁铁,那么永磁体或电磁铁会跟着旋转磁场以相同速度运动,所以叫做同步。
    在这里插入图片描述

    交流异步电动机

    将一个闭合导体放入旋转磁场中,导体会因为切割磁感线产生电流,从而进行受力运动,和旋转磁场一起转动,但如果和磁场旋转速率相同,那么就不切割磁感线了,所以这个闭合导体的旋转总是慢于这个磁场的,所以叫做异步。

    在这里插入图片描述

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  • 电机分类.pdf

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  • 电机学习(一)电机分类

    千次阅读 2021-01-16 22:36:53
    电机分类 电机可以简单的分为步进电机、直流电机、以及舵机。电机的应用场景主要是由于电机的自身特点决定的,步进电机的高精度、脉冲数与步进角度成正比、脉冲频率决定速度的特点,决定了它在数控机床制造领域使用...

    电机分类

    电机可以简单的分为步进电机、直流电机、以及舵机。电机的应用场景主要是由于电机的自身特点决定的,步进电机的高精度、脉冲数与步进角度成正比、脉冲频率决定速度的特点,决定了它在数控机床制造领域使用极其广泛;直流电机的启动和调速性能较好,广泛用于平衡车、电动滑板车、智能车、无人机、录像机、吹风机等适用于高速的场景中;舵机的角度可以根据脉冲宽度来进行调制,广泛用于航空、航海的模型中,并且航天方面,导弹姿态变换的俯仰、偏航、滚转运动都是靠舵机相互配合完成的。对速度要求高的会选择直流电机,对精度要求高的会选择步进电机等等;

    直流电机

    直流电机中还分为普通的直流电机、直流减速电机,有刷和无刷,共分为:
    • 直流有刷电机
    • 直流有刷减速电机
    • 直流无刷电机
    • 直流无刷减速电机
    这四种电机。从字面意思上就可以想象的到,普通的直流电机和直流减速电机相差的只有“减速”,它们在构造上相差的是一个减速齿轮组。普通的直流电机当空载时,电机的转速由电压决定; 直流减速电机的转速由齿轮组和电压决定;齿轮组的作用是,提供较低的转速,较大的力矩;同时不同的减速比会提供不同的转速和力矩。这样就大大提高了减速电机的使用率。
    在这里插入图片描述
    图1-1 减速电机

    展开全文
  • 1.0电机分类及永磁同步电机的控制技术介绍 基础的电磁感应产生力的作用,这类似的初中物理知识不再讨论; 与直流无刷及永磁同步电机知识太发散的就不再讨论; 本文介绍的几点内容 电机分类及日常生活...

    1.0电机的分类及永磁同步电机的控制技术介绍

    • 基础的电磁感应产生力的作用,这类似的初中物理知识不再讨论;
    • 与直流无刷及永磁同步电机知识太发散的就不再讨论;

    本文介绍的几点内容

    1. 电机的分类及日常生活中的电机类型
    2. 无刷直流/永磁同步电机的运行原理
    3. 无刷直流与永磁同步的异同
    4. 永磁同步电机的控制技术

    1.电机的分类及日常生活中的电机类型

    电机种类
      如图中所示,电动机的种类,可以首先按照交直流类型来区别。
      直流电动机在日常生活中遇到的非常多,用电池或5V电源作为能量的几乎都是,电动玩具、剃须刀、小风扇。这类电机的分类在换向式的细分类别中。控制手段也非常简单,两极上通电就能转,电压给的越大转的越快,两根电极线对调就能反转。如果曾经拆开过玩具四驱车里面的直流有刷电机就会记得,里面有个II型的两极电刷,转子的电流换向就是靠电刷来完成。这类电机,也会发现里面有磁铁存在,磁极是固定不动的,作为定子。其他细分支的单极式电机、换向电励磁式电机,生活中不太常见,不作介绍了。
      交流电动机分为两类,同步电动机和异步电动机。
      异步电动机在普通日常生活中见的相对较少,都相对较为大型。单相的异步电动机,在农村家里的各类加工机器、普通的小型工厂里的加工机器上会见的比较多;使用的电源就是普通的市电220V就行,一零一火线就可以工作运行。单相异步电机的更细分类型,差别就不是那么大了,这类电机上常常会有两个非常大的电容:启动电容、工作电容。如果这两个电容坏了,启动或工作的时候就会异常。
      多相异步电动机,在起重机械、大型加工机械上会见的非常多;多相异步电机的体积在这所有电机分类中都相对较大,功率也都不低。使用这类电机大都配有相应的变频器。其供电时会接入三相电。三相电在工业中常用,但日常生活不常见。
      最后介绍交流电动机的同步电动机。这类电机的细分种类在日常生活中会多少有些影子。同步电动机主要分为四类,无刷直流、永磁同步、步进电机、磁滞电机、磁阻电机。无刷直流电机,一提到,都见过;日常使用的电动自行车、电摩的后轮,就是一种直流无刷同步电动机。这种电机还有一种称呼叫轮毂电机,就是指长在车轮的轮毂上的电机。步进电机的应用非常广泛,主要是因为其控制的步进精度,使得可以用在高精度的场合。激光切割,3D打印中都用的蛮多的。
      还有一种分支的电机类型,永磁同步电机。这种电机,当前,有一个非常火的应用,昂贵的那款吹风机就是永磁同步电机的。永磁同步电机结合优良的控制方法,可使得电机的转速精确可控,噪声非常低,给人静音静躁并且高效的感觉。
      同步电机大多是永磁式的。其他励磁类型的也有,但不常见了。

    2.无刷直流/永磁同步电机的运行原理

      这里一起阐述无刷直流和永磁同步运行原理的原因是因为这两类的区别着实不大,后文会详细对比异同的。
      直流有刷电机,定子是永磁体,转子是绕线线圈;磁性有两极,同斥异吸。所以,在转子线圈中通上直流电,则能让转子转动,直到与定子力矩最小的位置;这时由于电刷换向,本来力矩最小的位置又成了力矩最大;最后,周而复始,转子不断旋转。
      无刷直流,那就确实没有电刷;同时,直流有刷电机中定子为永磁体,转子为绕线的结构,在直流无刷中变成了定子为绕组,转子为永磁体。如果绕组依然在转子上面,那还得靠物理接触给绕组通电,没有解决掉电刷老化的问题。直流无刷电机中,绕组在定子中存在,有三根相线;工作的时候,相继的给三根相线输入输出电流,变达到了换向的目的。直流无刷中,转子定子由于电磁生力的作用与直流有刷是相同的。
      无刷直流电机,具体是定子在内部还是在外部,不一定。转子在外,定子在内的,一般称为外转子电机。轮毂电机就是很特殊的外转子电机。
      直流无刷电机,为什么在大分类下却又是交流电机?
      是因为,我们在给无刷直流、永磁同步电动机的控制器供电的时候,供给的是直流电源,所以称呼为了无刷直流;但是,直流电源经由电机控制器,逆变之后,在与电机相连的三根相线上,电源类型变成了交流,交流变化的相电压才能使电机三根相线上的电流不停换向,所以电机的分类是交流电动机。

    3. 无刷直流与永磁同步的异同


    • 无刷直流电机,英文BLDC,英文全称Brushless Direct Current Motor
    • 永磁同步电机,英文PMSM, 英文全称 Permanent Magnet Synchronous Motor

    这两种电机类型要作以区别,最根本的原因是因为气隙磁场的设计就不同。所以产生了以下的不同

    1. 反电势波形不同:
      BLDC :近似梯形波(理想状态);
      PMSM :正弦波(理想状态);
    2. 三相电流波形不同:
      BLDC :近似方波或梯形波(理想状态);
      PMSM :正弦波(理想状态);
    3. 控制系统的区别:
      BLDC:通常包括位置控制器、速度控制器和电流(转矩)控制器;
      PMSM:不同控制策略的会有不同的控制系统;
    4. 控制不同:
      BLDC:120度方波电流,采用PWM控制;
      PMSM:正玄波电流,采用SPWM SVPWM控制。

      但是,在实际的控制中,直流无刷也会用FOC控制,永磁同步电机也能用方波进行控制。
      就像电动车的控制器,我拆来研究过三四个,接口都是一样的,控制芯片不一样,当然控制算法也不一样。用正弦波控制的电动车,启动、运行声音都很低,运行过程中没有抖动;但是方波控制的电动车,声音会非常明显,运行时的抖动也能感知得到。抖动是因为明确的转矩脉动。
      方波控制的电机,电源使用效率较高,因为正弦波控制的电机,在有效电压上就会被打折一点。

    4. 永磁同步电机的控制技术

    永磁同步电机,直流无刷电机可以用同样的控制手段来使之运行。

    • 根据有无位置传感器来区别,首先分为有感无感。也就是有无使用霍尔等类似的位置传感器来感知定子转子的位置角度。在风泵类的应用中,很多使用无感方式控制,通孔优良的算法是电机运转起来后,检测感知相电流的变化来切换相电流。一些重载或精确控制的应用中,都会使用有感方式。
    • 根据逆变的三相电源,可以分为方波控制和正弦波控制。方波控制策略简单,控制过程直接有效,采用六步换向策略,CPU调制 出PWM来驱动功率开关管就可是生成能使电机运转的三相电源。正弦波的控制策略相对复杂得多,但是在控制效果上又优良的多。
    • 正弦波控制时,主要有两种控制策略。
      一种是,直接转矩控制DTC百度百科。其作法是依量测到的马达电压及电流,去计算马达磁通和转矩的估测值,而在控制转矩后,也可以控制马达的速度,直接转矩控制是欧洲ABB公司的专利。
      第二种是,空间矢量控制FOC百度百科。其实质是将交流电动机等效为直流电动机,分别对速度,磁场两个分量进行独立控制;通过控制转子磁链,然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量,经坐标变换,实现正交或解耦控制。
    • 正弦波控制时,会有很多衍生的更精细的控制策略,比如前馈控制、最大转矩控制、弱磁控制等。
    • 在对电机的控制过程中,会有多个反馈控制环。在控制电机的出力情况时,有电流环;再此基础上,控制转速的控制环;伺服电机应用时,便有位置环的控制。

    ST的开源方案–空间矢量控制,驱动永磁同步电机的学习及分享计划CSDN链接

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    2021-09-05 12:00:55
    因为身处这个行业,要开发各种电机的驱动电路,所以先了解一下电机的种类,后期研究研究各种电机的驱动和控制方案,这可是个大工程啊 一.按结构和工作原理分类 1.直流电机 2.异步电机 (1)感应电机 ①三相异步电机 ...
  • 永磁无刷直流电机分类与区别

    千次阅读 2020-05-10 10:01:10
    1.永磁无刷直流电机的介绍 永磁无刷直流电动机是随着半导体电子技术发展而出现的新型机电一体化电机,是由电动机和电子驱动器组成。如图1所示。 图1 无刷直流电动机的基本结构框图 1.1电动机和发电机的研究点 电动...
  • 电机根据不同的应用会有不同的设计和驱动方式,乍看下好像选型非常复杂,因此为了人们根据旋转电机的用途,进行了基本的分类。下面我们将逐步介绍电机中最有代表性、最常用、最基本的电机——控制电机和功率电机...
  • 机器人电动伺服驱动系统是利用各种电动机产生的力矩和力,直接或间接地驱动机器人本体... 机器人对关节驱动电机的主要要求规纳如下  1、快速性  电动机从获得指令信号到完成指令所要求的工作状态的时间应短。响应
  • 电动车电机根据其使用环境与使用频率的不同,形式也不同。不同形式的电机其特点也不一样。电动车电机普遍采用永磁直流电机。所谓永磁电机,是指电机线圈采用永磁体激磁,不采用线圈激磁的方式。这样就省去了激磁线圈...
  • 伺服电机

    千次阅读 多人点赞 2017-12-19 14:52:22
    伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样...
  • 单片机四线步进电机驱动 程序功能: 当按下SW1时步进电机正转,按下SW2后步进电机反转,并可以根据源码任意调节旋转速度和每一个脉冲旋转角度 程序参考源代码如下: /C语言程序:/ #include <reg52.h> //...
  • 行业分类-电子电器-电机壳和电机.zip
  • 直流电机类型的介绍

    2021-02-15 11:52:12
    常用的直流电机包括: 刷式直流电机 无刷直流电机 步进电机 1、刷式直流电机 结构上主要有转子,定子,碳刷,通过碳刷给线圈通电,使不同的线圈通电。 2、BLDC无刷直流电机 这种电机价格比较贵,控制起来会复杂一点,...
  • 电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转子组成,通电导线在磁场...
  • 电机的种类划分非常多,往往让人难以具体区分。像伺服电机就有永磁同步伺服和感应伺服,有直流伺服有交流伺服……让我们来给电机家族做个人口普查吧!
  • 行业分类-设备装置-绝缘纸、电机定子和电机.zip

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