ansoft maxwell 在进行电机二维磁场分析的时候,要对电机绕组分相,请问这相该怎么分.急~~~~~求高手解决._百度知道
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或许你已坚定的要在与电相关的路上一直走下去，或许你还在犹豫、徘徊是否还要继续。也或许你还在路口要不要选择这条路，既然你进来看着篇文章就一定是电气、电子、电力、自动化等电类专业的爱好者。如果你还是在学校没毕业，那么小编要给你提一点意见了，大家一定要学好好学习专业课，不要觉得听不懂就放弃，更不要觉得学的知识和器件都是现在已经不用的了，赶不上时代的步伐了，不要让自己的大学过得太安逸而是要有意义。不然找工作时后悔的是自己。好啦，废话不多说了，言归正传。今天我们学习一下这个重要的软件Ansoft.1、电磁场有限元发展有限元的思想最早在1943年由Courant提出。20世纪50年代初，最先应用在复杂的航空结构分析中。有限元这个名称是1960年由Clough首先提出的。有限元应用于电气工程问题中是于1965年Winslow 做到的。1970年P.Silvester和M.VK.Chari提出了使用于电机内电磁场问题的分析中。随着Ansoft公司推出的Maxwell（电磁场有限元分析软件）已经成为了研究作者与工程设计人员在电子产品设计流程中不可或缺的重要工具。2 、电磁场有限元的原理有限元法以变分原理为基础，用剖分插值的办法建立各自自由度间的相互关系，把二次泛函的极值问题转化为一组多元代数方程组来求解。3、用开关磁阻电机为例，来具体学习Ansoft基于Ansoft Maxwell 2D的仿真环境,建立了三相12/8极开关磁阻电机的有限元仿真模型。在建立了仿真模型的基础上,对开关磁阻电机的基本特性进行了分析和研究，获得了开关磁阻电机的磁场分布情况和各种特性曲线，验证了电机设计的合理性。4 电机建模（1）新建工程通过单击菜单中Project/Insert RMxprt Design或者直接单击图标打开电机选择界面，如图1所示。图1 插入RMxprt设计界面（2）电机模型在RMxprt模块中选择新建的开关磁阻电机模型如图2所示。图2 电机选择（3）选择好电机类型，列表展开后如图3所示。图3 电机设计工程列表（4）在列表中双击Machine项，然后在窗口内填入相对应的参数，如图4所示。图4 基本参数数据（5）在列表中双击Machine|Circuit，然后在窗口内填入相应的参数，如图5所示。图5 电路参数（6）在列表中双击Machine|Stator,然后在窗口内填入相应的参数，如图6所示。图6 定子参数（7）在列表中双击Machine|Stator|Winding,然后在窗口内填入相应的参数，如图7所示。图7 绕组参数（8）在列表中双击Machine|Rotor,然后在窗口内填入相应的参数，如图8所示。图8 转子参数（9）在列表中双击Machine|Shaft,然后设置转轴参数，去掉对value选项的选择，如图9所示。图9 设置电机轴界面（10）设置仿真计算参数在列表中的Analysis上右键，选择Add Solution Setup或者通过菜单命令RMxprt|Analysis Setup|Add Solution Setup打开仿真参数设置的窗口，如图10图10 电机仿真参数设置界面（11） 电机建模完成，建模结果如图11所示。图11 电机建模结构（12）查看仿真计算结果通过菜单栏RMxprt|Results|Solution Data，来查看仿真结果，如图12（部分参数）5 有限元仿真与静态分析（1）将上面设置好的电机模型，导入到Maxwell 2D中，电机模型如图13所示。图13 12/8极开关磁阻电机2D模型（2）根据任务栏的提示进行参数的设置，我们需要进行模型材料定义、边界激励源设置、网络剖分等进行设置。完成以上步骤，就可以开始对电机进行仿真。通过单击工具栏里Maxwell 2D然后选择Fields|Fields|A|Flue-Lines，即可得到磁力线分布。如下图所示。0°磁力线分布图1 0°磁力线分布图20°磁力线分布图30°磁力线分布图b.通过单击工具栏里Maxwell 2D然后选择Fields|Fields|B|Mag-b1，即可得到磁力线分布，定、转子不同相对位置下SRM内部磁感应强度分布图，如下图所示。10°磁通密度分布图20°磁通密度分布图0°磁通密度分布图30°磁通密度分布图6 有限元仿真与动态分析在2D模型的基础上，进行动态分析。首先将参数按要求设置好，然后加入外电路。外加电路大家有什么疑问和建议，可以直接在评论中提出，我们互相交流，共同进步！欢迎订阅！本文为头条号作者发布，不代表今日头条立场。
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哈工大培训课程,ANSOFT软件在电机设计中的应用(4-1)
电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic TechnologyANSOFT软件在电 ANSOFT软件在电 机设计中的应用（四）报告人：李春艳Ansoft学习 Ansoft学习蓝带目标必通^G的ǎK@示有能力σ韵鹿δ苓M行: 建立模型，绦泻徒Y果分析。 後恚 化O掌握内容1 基本操作 （1）建模 建立全模型，非全模型，CAD模型导入ansoft软件的方法。 （2）材料属性设置 正确为元件设定材料，填加材料。叠片方向，叠片电导率等。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic TechnologyAnsoft学习 Ansoft学习掌握内容（3）边界及源设定 气球边界，value边界，主从边界合理运用。静态场和暂态 场电压源，电流源及外电路设定方法。 （4）参数设定 静态场主要为力和转矩，暂态场。 （4）求解条件设定及运算 （5）结果分析 静态场力和转矩值，暂态场定位转矩，反电势波形，电流波 形等。判断计算结果的正确性。根据分析结果可得到效率， 功率因数等。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic TechnologyAnsoft学习 Ansoft学习掌握内容2后处理 电机磁力线，磁密云图分布，应用计算器画某条线上的切向， 法向磁密波形（主要为气隙，齿和轭部磁密。）。求点的矢量 磁位值。求漏磁系数，极弧系数，卡特系数等。波形导入和导 出。FFT分解。 3优化设计 判断和评价设计方案。根据用户需求选择电机结构和控制方法 。能够对电机进行优化，包括定位转矩，转矩波动，反电势波 形，提高电机转速范围和提高电机效率等相关优化。运用相关 的电机理论知识，分析调节不同参数如永磁体尺寸，磁桥宽度 和绕组匝数等对电机某方面性能产生的影响，并能综合比较选 择合适的电机方案。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology主要内容永磁直流电机设计 无刷直流电机设计 永磁同步电机设计 永磁直线电机设计 参数化分析电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机 1.永磁直流电机结构电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机_运行特性 1.永磁直流电机_工作特性 速率特性转矩特性效率特性电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机_运行特性 1.永磁直流电机_机械特性电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机_设计特点[2] 1.永磁直流电机_参数选取 1漏磁系数 漏磁系数较小电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机_设计特点[2] 1.永磁直流电机_参数选取 2电磁负荷电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机_设计特点[2] 1.永磁直流电机_参数选取 2电磁负荷电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机_设计特点[2] 1.永磁直流电机_参数选取 2电磁负荷B级绝缘直流电机电磁负荷经验值与D的关系。每一个D所对应 级绝缘直流电机电磁负荷经验值与D的关系。每一个D 的AB值有一个变化范围，根据具体情况选取。 AB值有一个变化范围，根据具体情况选取。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机_设计特点[2] 1.永磁直流电机_磁路求解1路算 2场算电机参数 12V 2400RPM 75W 0.299Nm电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机_设计特点[2] 1.永磁直流电机_电枢反应 1直轴电枢反应电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机_设计特点[2] 1.永磁直流电机_电枢反应 2交轴电枢反应（瓦片形）以磁极中心线为界，电枢反应一侧助磁，一侧去磁。交轴电枢反应造成磁 感应强度分布畸变。由于永磁体磁导率接近空气，交轴电枢反应磁路磁阻 大，交轴磁通微弱，主极气隙磁感应强度畸变实际上可以忽略不计。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计_优化[1] 1.永磁直流电机设计_改善永磁电机的换向普通直流电机在主 磁极间加装换向极 ，使换向极产生的 磁场与交轴电枢反 应磁场抵消，以改 善换向条件、减小 换向火花，并可适 当降低由换向不利 引起的噪音。 永磁电机因为永磁材料的使用而带来问题。作为磁极，磁钢是产生恒定不变 的磁通的源，但它本身的磁阻却很大。当用磁钢作换向极时，对改善换向收 效甚微。 电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计_优化[1] 1.永磁直流电机设计_改善永磁电机的换向方法：偏心气隙和靴角气隙电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计_优化[1] 1.永磁直流电机设计_改善永磁电机的换向方法：偏心气隙和靴角气隙永磁电机采用不均匀气隙对改善换向比较有利。偏心 气隙长度从磁钢中心线至极尖连续光滑增大，抑制电 枢反应引起的气隙磁场畸变，改善换向，也改善磁钢 极尖处因受电枢反应而产生的不可逆去磁现象。 一般最大气隙长度为2-3倍最小气隙长度。 磁钢尖端削角而其余部分气隙均匀。圆弧两端各约 六分之一变成直线，可抑制电枢反应，改善换向。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计_优化[1] 1.永磁直流电机设计_降低噪音偏心气隙既是削弱电枢反应磁场的办法，也能削弱由齿槽效应产生的交 变力引起的噪声和振动。因为它使气隙磁密发生变化，使本来一下子进 入磁极的齿槽变成逐渐进入，减少了磁钢对齿槽间气隙磁密的突变。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计_外电路 1.永磁直流电机设计_2极12槽PMDC 12槽跨距5 跨距5槽。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计_外电路 1.永磁直流电机设计_外电路界面元件库工作界面电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计_外电路 1.永磁直流电机设计_外面路图电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计_外电路 1.永磁直流电机设计_初始时间，bar0滞后正极电刷15度（机械角度，a 初始时间，bar0滞后正极电刷15度（机械角度，a half commutating bar pitch）,它滞后负极电刷195度。Bar1则滞后正 pitch） 它滞后负极电刷195度。Bar1则滞后正 极电刷-15度，滞后负极165度。以此类推。 极电刷-15度，滞后负极165度。以此类推。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计_外电路 1.永磁直流电机设计_ComModel电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计_外电路 1.永磁直流电机设计_换向器直径24mm，碳刷宽度8mm。碳刷宽度 wideB=2*arcsin(8/24)=38.9(deg) wideB=2*arcsin(8/24)=38.9(deg)换向片数12，换向器绝缘0.5mm。换向片宽度为wideC=360/12wideC=360/12-2arcsin(0.5/24)=27.6(deg)电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计 1.永磁直流电机设计电磁转矩电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计 1.永磁直流电机设计电流电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计 1.永磁直流电机设计电压电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计 1.永磁直流电机设计一个线圈的电流和电压电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计 1.永磁直流电机设计气隙磁密电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计 1.永磁直流电机设计磁力线分布电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计 1.永磁直流电机设计FFT电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology1.永磁直流电机设计 1.永磁直流电机设计FFT电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机 2.无刷直流电机永磁无刷直流 电机系统图控制电路对转子位置传感器检测的信号进行逻辑变换后产生脉宽调制PWM信 号，经过驱动电路放大送至逆变器各功率开关管，从而控制电动机各相绕 组按一定顺序工作，在电机气隙中产生跳跃式旋转磁场。 电磁与电子技术研究所特种电机及其控制 34Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机 2.无刷直流电机不同类型转子位置传感器比较电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology无刷直流电机表两相导通星形三相六状态绕组和开关管导通顺序表电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机 2.无刷直流电机传感器：H1=1 H2=0 导通相：B 电磁与电子技术研究所H3=1Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机 2.无刷直流电机传感器：H1=1 H2=0 导通相：B 电磁与电子技术研究所H3=0Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机 2.无刷直流电机传感器：H1=1 H2=1 导通相：C 电磁与电子技术研究所H3=0Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机 2.无刷直流电机传感器：H1=0 H2=1 导通相：C 电磁与电子技术研究所H3=0Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机 2.无刷直流电机传感器：H1=0 H2=1 导通相：A 电磁与电子技术研究所H3=1Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机 2.无刷直流电机传感器：H1=0 H2=0 导通相：A 电磁与电子技术研究所H3=1Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机 2.无刷直流电机传感器：H1=1 H2=0 导通相：B 电磁与电子技术研究所H3=1Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机_电枢反应特点 2.无刷直流电机_电枢反应与磁路的饱和程度，转向，电枢绕组联接方式，导通顺序 和磁状态角大小有关。以二相导通星形三相六状态为例，工作在A 和磁状态角大小有关。以二相导通星形三相六状态为例，工作在A 和B相导通的磁状态范围时：直轴在（a）最大 去磁作用，（b） 最大增磁作用。交轴对主磁场的作用是使气隙磁场波形畸变。径向畸磁可不考虑， 切向激磁，使气隙磁场前极尖部分B加强，后极尖B削弱。如果磁路 不饱和，加强和削弱部分相等，反之产生饱和去磁作用。同时，畸 变的气隙磁场还使力矩波动增加。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机_运行特性 2.无刷直流电机_机械特性径向电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机_运行特性 2.无刷直流电机_调节特性电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机_运行特性 2.无刷直流电机_工作特性电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机_转矩脉动 2.无刷直流电机_电磁转矩脉动原因 定子齿槽引起的磁阻转矩; 定子齿槽引起的磁阻转矩; 电枢反应引起磁场畸变; 电枢反应引起磁场畸变; 换相时由于绕组电感的影响, 换相时由于绕组电感的影响,存在换相电流 延迟, 延迟,从而引起转矩脉动。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机_定位转矩 2.无刷直流电机_斜槽，斜极和磁极分段错位 分数槽 齿顶开辅助槽 槽极配合等方法斜极磁极分段错位 电磁与电子技术研究所分数槽Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机_定位转矩 2.无刷直流电机_槽极配合法电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机_换相转矩脉动[3] 2.无刷直流电机_重叠换相法在 ANSOFT 外电路里面， 通过改变每相导通时间， ANSOFT外电路里面 ， 通过改变每相导通时间 ， “ PW,pulsewidth[s]” ， 使换相过程的中关闭相和 PW,pulsewidth[s]” 开通相有重叠部分，这样可以实现重叠换相控制。 开通相有重叠部分，这样可以实现重叠换相控制。针 对不同的电机有不同的最佳重叠换相角， 对不同的电机有不同的最佳重叠换相角，当重叠换相 角小于最佳重叠换相角时，不能很好抑制转矩脉动， 角小于最佳重叠换相角时，不能很好抑制转矩脉动， 当重叠换相角大于最佳重叠换相角时， 当重叠换相角大于最佳重叠换相角时，又会产生新的 转矩脉动。 转矩脉动。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机_换相转矩脉动[3] 2.无刷直流电机_电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机_换相转矩脉动[3] 2.无刷直流电机_重 叠 换 相 角 0 重 叠 换 相 角 0.5重 叠 换 相 角 1电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology重 叠 换 相 角 1.52.无刷直流电机_换相转矩脉动[3] 2.无刷直流电机_重 叠 换 相 角 2 重 叠 换 相 角 2.5重 叠 换 相 角 3电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机设计 2.无刷直流电机设计电机模型主从边界设定电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机设计 2.无刷直流电机设计转矩 电流电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机设计 2.无刷直流电机设计额定负载反电势电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology2.无刷直流电机设计 2.无刷直流电机设计气隙磁密波形电磁与电子技术研究所Institute of 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Technology4.软件几个小问题 4.软件几个小问题非全模型计算注意问题 2.静态场和涡流场 2.静态场和涡流场 不能设置symmetry multiplier,结果和全模型不 不能设置symmetry multiplier,结果和全模型不 一致，需要根据实际情况进行处理后才能得 到实际结果。 例：1/4模型计算电感。根据电感公式可知电感 例：1/4模型计算电感。根据电感公式可知电感 与磁通截面成正比，与磁路长度成反比。假 设模型磁通面积和全模型一样，磁路长度是 全模型的1/4,则计算结果乘以4 全模型的1/4,则计算结果乘以4倍才和全模型 结果一致。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology参考文献[1] 周敏德. 影响永磁直流电机性能的几个关 周敏德. 键问题。 [2]李钟明. [2]李钟明.稀土永磁电机。 [3]刘广岩. [3]刘广岩.抽油机用永磁无刷直流电机设计 及转矩脉动抑制。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology附录1 附录1：定义材料属性－冲片设定冲片的方向设定，叠片系数设定电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology附录2：源设置静态场电流源设置 分6次讲AXBYCZ设置。可多个线圈分配。 次讲AXBYCZ设置。可多个线圈分配。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology附录2：源设置给定每相电流（3相电机共给定6 给定每相电流（3相电机共给定6次）。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology附录2：源设置在list中给定，修改电流值。 list中给定，修改电流值。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology附录2：源设置修改单个线圈或多个线圈电流值，方向等。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology附录2：源设置暂态场电流源设置 2种方法： 1）先填加winding，再填加coil。 先填加winding，再填加coil。 winding填加3次。槽数为n，则填加coil的次 winding填加3次。槽数为n，则填加coil的次 数为n 数为n次。这种设置适合槽数较少的电机。 2）先填加coil，再填加winding ）先填加coil，再填加winding coil填加6次（AXBYCZ),winding填加3 coil填加6次（AXBYCZ),winding填加3次。 这种设置适合槽数较多的电机。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology附录2：源设置填加A相绕组的线圈（填加coil） 填加A相绕组的线圈（填加coil）电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology附录2：源设置电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology附录2：源设置填加winding 填加winding电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology附录2：源设置Winding中填加线圈 Winding中填加线圈电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology附录3 附录3：求取直线上的磁密分布（法向，切向，幅值等）Example：求取直线上的法向磁密分布。步骤1 步骤1：field overlays右键calculator。 overlays右键calculator。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology附录3 附录3：求取直线上的磁密分布（法向，切向，幅值等）2）quantity&B， quantity&B， Geometry&Line&Polyline1 3）Vector&Unit Vector&Normal 4）Vector&Dot 5）点Add按钮，取名为 ）点Add按钮，取名为 MagB_normal_line 6）点Ok按钮，完成。 ）点Ok按钮，完成。电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology附录3 附录3：求取直线上的磁密分布（法向，切向，幅值等）步骤2： 1）在Results上右键，Create Fields Report， Rectangular report 2）在Geometry里面选择polyline1 3）在X后面的下拉菜单中选择Distance 4）依次选择Category&Calculator Expressions &Bnorm 5）点New report，close电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology附录4 附录4：电机参数计算方法卡特系数 电机定、转子的开槽，使得气隙的等 效磁阻增大，在电机的磁路计算中，尤其 是计算气隙磁位差时，必须考虑开槽的影 响，为此引入了卡特系数。它是计算气隙 与实际气隙长度δ 与实际气隙长度δ的比值，也是实际的气 隙最大磁通密度与计算时采用的气隙最大 磁通密度之比：电磁与电子技术研究所Institute of Electromagnetic and Electronic Technology欢迎批评指正 谢 谢
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