CN112134385B - 电机、压缩机和制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机、压缩机和制冷设备，其中，电机包括：转子铁芯、安装槽和隔磁槽，安装槽沿转子铁芯的周向设于转子铁芯上；隔磁槽设于转子铁芯，隔磁槽位于安装槽和转子铁芯外边缘之间，隔磁槽和安装槽的最小间距L满足0.6mm≤L≤2mm。本发明中限定隔磁槽和安装槽的最小间距在0.6mm和2mm之间，能够有效改善磁场分布，以及保证永磁体的抗退磁能力，有效提高电机的性能稳定性。

Description

电机、压缩机和制冷设备

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体而言，涉及一种电机、压缩机和制冷设备。

背景技术

对于空调等制冷设备用的压缩机而言，变频电机已成主流技术，定速机型已逐步退出市场，全部变频化已到来。目前，变频压缩机的电机朝向多槽多极的设计结构发展。然而，在电机运行状态下，永磁体会产生局部退磁的情况，需频繁检修，严重影响了电机的正常使用。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本发明的第一方面提出了一种电机，包括：转子铁芯；安装槽，沿转子铁芯的周向设于转子铁芯上；隔磁槽，设于转子铁芯，隔磁槽位于安装槽和转子铁芯外边缘之间，隔磁槽和安装槽的最小间距L满足0.6mm≤L≤2mm。

本发明提供的电机包括：转子铁芯、安装槽和隔磁槽，安装槽内能够为永磁体提供安装位置，通过在安装槽和转子铁芯的外边缘之间设置隔磁槽，隔磁槽能够降低转子易于退磁部位的逆磁场磁化强度，从而保护第二永磁体不易被磁化，提高永磁体的抗退磁能力，不需要频繁进行检修，从而不会对电机的正常使用产生影响。而且，由于通过设置隔磁槽而提高了永磁体的抗退磁能力，所以不需要使用抗退磁能力等级较高的永磁体，有利于节约材料成本。

转子铁芯沿轴向通常为圆形结构，而永磁体距离转子铁芯外边缘的距离不等，就会导致磁场的分布在转子铁芯上的分布不均匀，这时就需要对转子铁芯的外边缘结构进行改进，显然增加了加工难度，通过在安装槽和转子铁芯外边缘之间设置隔磁槽，能够改善磁场分布密度，优化电机的气隙磁密波形，进而改善电机的径向力并降低电机的噪音。而且，由于磁场分布更加均匀，从而不需要对转子铁芯的外边缘进行结构改进，降低加工难度，有利于提高加工效率。

具体地，限定隔磁槽和安装槽的最小间距在0.6mm和2mm之间，如果隔磁槽和安装槽的间距小于0.6mm，即隔磁槽和安装槽的间距较小，如果隔磁槽和安装槽连通，连通处难以通过电磁线，就会发生漏磁现象，降低电机的工作性能，所以为了减少漏磁，就需要保证隔磁槽和安装槽之间具有转子铁芯，即隔磁槽和安装槽不能连通，如果需要加工隔磁槽和安装槽的间距小于0.6mm，就极大增加了加工难度，以及当隔磁槽和安装槽的间距较小时，肉眼难以确定隔磁槽和安装槽是否连通，增加了产品的废品率，难以保证产品的使用稳定性。如果隔磁槽和安装槽的最小间距大于2mm，即隔磁槽和安装槽的间距较大，就会导致在安装槽和隔磁槽之间出现磁场局部过饱和，降低永磁体的抗退磁能力，本发明中限定隔磁槽和安装槽的最小间距在0.6mm和2mm之间，有效改善磁场分布，以及保证永磁体的抗退磁能力，有效提高电机的性能稳定性。

另外，根据本发明提供的上述技术方案中的电机，还可以具有如下附加技术特征：

在一种可能的设计中，转子还包括：永磁体，设置于安装槽内并形成磁极，将经过转子铁芯的轴心的任一磁极的中心线设为D轴；隔磁槽包括：第一隔磁槽和第二隔磁槽，第一隔磁槽和第二隔磁槽相对于D轴对称。

在该设计中，永磁体设置在安装槽中，并可形成磁极，永磁体能够增加转子的磁通量。将经过转子铁芯的轴心的任一磁极的中心线设为D轴，也就是说，磁极相对于D轴为对称结构，或者说安装槽相对于D轴为对称结构，进而限定第一隔磁槽和第二隔磁槽相对于D轴对称，所以隔磁槽的结构以及位置与安装槽相对应，从而使得隔磁槽有利于改善磁场分布密度，使得磁场密度分布更加均匀。

在一种可能的设计中，第一隔磁槽和第二隔磁槽均为多个，多个第一隔磁槽中的相邻两个第一隔磁槽的相对角度以及多个第二隔磁槽中的相邻两个第二隔磁槽的相对角度为θ1，满足0°≤θ1≤30°。

在该设计中，具体限定了相邻两个第一隔磁槽的夹角以及相邻两个第二隔磁槽的夹角，夹角在0°和30°之间，如果相邻两个第一隔磁槽的相对角度较大或相邻两个第二隔磁槽的相对角度较大，容易导致某一个第一隔磁槽或某一个第二隔磁槽的中心线平行于安装槽，即隔磁槽平行于安装槽，相当于增加了气隙，在较大范围内无法穿过磁力线，降低隔磁槽改善磁场分布密度的能力，以及降低永磁体的抗退磁能力，所以为了避免上述情况，限定相邻两个第一隔磁槽的相对角度以及相邻两个第二隔磁槽的相对角度在0°和30°之间，避免隔磁槽垂直于安装槽。

在一种可能的设计中，安装槽包括：第一槽体；第二槽体，第二槽体的第一端连接于第一槽体的第一端，第二槽体的第二端以及第一槽体的第二端向转子铁芯外边缘延伸且延伸方向不同。

在该设计中，安装槽包括第一槽体和第二槽体。其中，第一槽体与第二槽体可以连通或相对独立，第一槽体和第二槽体均用于安装永磁体。此外，第一槽体和第二槽体均向转子铁芯外边缘延伸，即在转子铁芯的轴向截面，第一槽体和第二槽体的整体呈V字型分布，D轴即为第一槽体和第二槽体的轴对称线。

在一种可能的设计中，第一槽体和第二槽体之间形成有夹角θ2，夹角θ2的取值范围为100°至130°。

在该设计中，第一槽体和第二槽体之间形成有夹角，且夹角的取值范围在100°至130°。也就是说，第一槽体和第二槽体之间形成的夹角，要大于或等于100°，并且小于或等于130°。基于对第一槽体和第二槽体之间形成的夹角的大小限定，可保证安装槽的结构适宜，同时保证安装槽与在转子的周向分布适宜，保证转子上设置有适宜数量的安装槽，并且，可进一步提升转子的抗退磁能力，改善退磁现象，保证压缩机的工作效率和输出能力。

具体地，第一槽体和第二槽体之间形成的夹角可以为100°、105°、110°、115°、120°、125°、130°等。

在一种可能的设计中，安装槽的数量为多个，且多个安装槽沿转子的周向分布。

在该设计中，安装槽的数量为多个，具体为2P个，且2P个安装槽沿转子的周向均匀分布，以在转子的周向形成均匀分布的磁极，保证应用该转子的电机平稳运行。具体地，P可以为1、2、3、4、5等整数。

在一种可能的设计中，多个安装槽中的相邻两个安装槽相对于Q轴对称，其中，Q轴为相邻两个D轴的角平分线。

在该设计中，Q轴为相邻的两个D轴的角平分线。也就是说，本发明对安装槽的设置位置进行优化，保证安装槽相对于Q轴对称，以避免磁导的突变，从而避免产生局部退磁，进一步提升转子铁芯的抗退磁能力，保证压缩机的工作效率和输出能力，降低检修次数。

在一种可能的设计中，电机还包括：定子，定子设有定子铁芯，定子铁芯的内径为D1，定子铁芯的外径为D2，满足0.57≤D1/D2≤0.6。

在该设计中，具体限定了定子铁芯的内径和定子铁芯的外径的尺寸关系，定子铁芯的内径与定子铁芯的外径的比值在0.57和0.6之间，通过限定该范围，能够保证电机具有较高地能效，以及能够降低电机的加工成本。

本发明的第二方面提出了一种压缩机，包括：如上述任一可能设计中的电机，因此本发明提供的压缩机具有上述任一可能设计中所提供的电机的全部效益。

本发明的第三方面提出了一种制冷设备，包括：如上述任一可能设计中的压缩机，因此本发明提供的制冷设备具有上述任一可能设计中所提供的压缩机的全部效益。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本发明的一个实施例的电机的结构示意图；

图2是图1中A处的放大图。

其中，图1和图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100转子铁芯，200安装槽，210第一槽体，220第二槽体，300隔磁槽，310第一隔磁槽，320第二隔磁槽，400定子，410定子铁芯，420定子齿，500铆钉孔，600通流孔。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1和图2描述根据本发明的一些实施例提供的电机。

实施例一：

结合图1和图2所示，本发明第一方面的实施例提出了一种电机，包括：转子铁芯100、安装槽200和隔磁槽300，安装槽200沿转子铁芯100的周向设于转子铁芯100上；隔磁槽300设于转子铁芯100，隔磁槽300位于安装槽200和转子铁芯100外边缘之间，隔磁槽300和安装槽200的最小间距L满足0.6mm≤L≤2mm。

安装槽200内能够为永磁体提供安装位置，通过在安装槽200和转子铁芯100的外边缘之间设置隔磁槽300，隔磁槽300能够降低转子易于退磁部位的逆磁场磁化强度，从而保护第二永磁体不易被磁化，提高永磁体的抗退磁能力，不需要频繁进行检修，从而不会对电机的正常使用产生影响。而且，由于通过设置隔磁槽300而提高了永磁体的抗退磁能力，所以不需要使用抗退磁能力等级较高的永磁体，有利于节约材料成本。

转子铁芯100沿轴向通常为圆形结构，而永磁体距离转子铁芯100外边缘的距离不等，就会导致磁场的分布在转子铁芯100上的分布不均匀，这时就需要对转子铁芯100的外边缘结构进行改进，显然增加了加工难度，通过在安装槽200和转子铁芯100外边缘之间设置隔磁槽300，能够改善磁场分布密度，优化电机的气隙磁密波形，进而改善电机的径向力并降低电机的噪音。而且，由于磁场分布更加均匀，从而不需要对转子铁芯100的外边缘进行结构改进，降低加工难度，有利于提高加工效率。

具体地，限定隔磁槽300和安装槽200的最小间距在0.6mm和2mm之间，如果隔磁槽300和安装槽200的间距小于0.6mm，即隔磁槽300和安装槽200的间距较小，如果隔磁槽300和安装槽200连通，连通处难以通过电磁线，就会发生漏磁现象，降低电机的工作性能，所以为了减少漏磁，就需要保证隔磁槽300和安装槽200之间具有转子铁芯100，即隔磁槽300和安装槽200不能连通，如果需要加工隔磁槽300和安装槽200的间距小于0.6mm，就极大增加了加工难度，以及当隔磁槽300和安装槽200的间距较小时，肉眼难以确定隔磁槽300和安装槽200是否连通，增加了产品的废品率，难以保证产品的使用稳定性。如果隔磁槽300和安装槽200的最小间距大于2mm，即隔磁槽300和安装槽200的间距较大，就会导致在安装槽200和隔磁槽300之间出现磁场局部过饱和，降低永磁体的抗退磁能力，本发明中限定隔磁槽300和安装槽200的最小间距在0.6mm和2mm之间，有效改善磁场分布，以及保证永磁体的抗退磁能力，有效提高电机的性能稳定性。

进一步地，转子还包括永磁体，永磁体设置于安装槽200内并形成磁极，将经过转子铁芯100的轴心的任一磁极的中心线设为D轴；隔磁槽300包括：第一隔磁槽310和第二隔磁槽320，第一隔磁槽310和第二隔磁槽320相对于D轴对称。

永磁体设置在安装槽200中，并可形成磁极，永磁体能够增加转子的磁通量。将经过转子铁芯100的轴心的任一磁极的中心线设为D轴，也就是说，磁极相对于D轴为对称结构，或者说安装槽200相对于D轴为对称结构，进而限定第一隔磁槽310和第二隔磁槽320相对于D轴对称，所以隔磁槽300的结构以及位置与安装槽200相对应，从而使得隔磁槽300有利于改善磁场分布密度，使得磁场密度分布更加均匀。

结合图1和图2所示，进一步地，第一隔磁槽310和第二隔磁槽320均为多个，多个第一隔磁槽310中的相邻两个第一隔磁槽310的相对角度以及多个第二隔磁槽320中的相邻两个第二隔磁槽320的相对角度为θ1，满足0°≤θ1≤30°。

具体限定了相邻两个第一隔磁槽310的夹角以及相邻两个第二隔磁槽320的夹角，夹角在0°和30°之间，如果相邻两个第一隔磁槽310的相对角度较大或相邻两个第二隔磁槽320的相对角度较大，容易导致某一个第一隔磁槽310或某一个第二隔磁槽320的中心线平行于安装槽200，即隔磁槽300平行于安装槽200，相当于增加了气隙，在较大范围内无法穿过磁力线，降低隔磁槽300改善磁场分布密度的能力，以及降低永磁体的抗退磁能力，所以为了避免上述情况，限定相邻两个第一隔磁槽310的相对角度以及相邻两个第二隔磁槽320的相对角度在0°和30°之间，避免隔磁槽300垂直于安装槽200。

实施例二：

结合图1和图2所示，在实施例一的基础上，安装槽200包括：第一槽体210和第二槽体220，第二槽体220的第一端连接于第一槽体210的第一端，第二槽体220的第二端以及第一槽体210的第二端向转子铁芯100外边缘延伸且延伸方向不同。

安装槽200包括第一槽体210和第二槽体220。其中，第一槽体210与第二槽体220可以连通或相对独立，第一槽体210和第二槽体220均用于安装永磁体。此外，第一槽体210和第二槽体220均向转子铁芯100外边缘延伸，即在转子铁芯100的轴向截面，第一槽体210和第二槽体220的整体呈V字型分布，D轴即为第一槽体210和第二槽体220的轴对称线。

结合图1和图2所示，进一步地，第一槽体210和第二槽体220之间形成有夹角θ2，夹角θ2的取值范围为100°至130°。

第一槽体210和第二槽体220之间形成有夹角，且夹角的取值范围在100°至130°。也就是说，第一槽体210和第二槽体220之间形成的夹角，要大于或等于100°，并且小于或等于130°。基于对第一槽体210和第二槽体220之间形成的夹角的大小限定，可保证安装槽200的结构适宜，同时保证安装槽200与在转子的周向分布适宜，保证转子上设置有适宜数量的安装槽200，并且，可进一步提升转子的抗退磁能力，改善退磁现象，保证压缩机的工作效率和输出能力。

具体地，第一槽体210和第二槽体220之间形成的夹角可以为100°、105°、110°、115°、120°、125°、130°等。

结合图1和图2所示，进一步地，安装槽200的数量为多个，且多个安装槽200沿转子的周向分布。

具体限定安装槽200的数量为多个，具体为2P个，且2P个安装槽200沿转子的周向均匀分布，以在转子的周向形成均匀分布的磁极，保证应用该转子的电机平稳运行。具体地，P可以为1、2、3、4、5等整数。

结合图1和图2所示，进一步地，多个安装槽200中的相邻两个安装槽200相对于Q轴对称，其中，Q轴为相邻两个D轴的角平分线。

Q轴为相邻的两个D轴的角平分线。也就是说，本发明对安装槽200的设置位置进行优化，保证安装槽200相对于Q轴对称，以避免磁导的突变，从而避免产生局部退磁，进一步提升转子铁芯100的抗退磁能力，保证压缩机的工作效率和输出能力，降低检修次数。

实施例三：

结合图1和图2所示，在上述实施例的基础上，电机还包括定子400，定子400设有定子铁芯410，定子铁芯410的内径为D1，定子铁芯410的外径为D2，满足0.57≤D1/D2≤0.6。

在该实施例中，具体限定了定子铁芯410的内径和定子铁芯410的外径的尺寸关系，定子铁芯410的内径与定子铁芯410的外径的比值在0.57和0.6之间，通过限定该范围，能够保证电机具有较高地能效，以及能够降低电机的加工成本。

具体实施例：

现有家用空调等家电设备的压缩机，变频电机已成主流技术，特别是随着2019年国家新颁布的家用空调能效等级标准，定速机型已逐步退出市场，全部变频化已到来。为适应家用空调的应用环境，变频电机的永磁体大多为含有重稀土元素、矫顽力较高的钕铁硼永磁体，但随着变频机型总量的逐年增加，所消耗的国家战略型资源重稀土元素(特别是镝和铽)也逐年增加。为了减少战略资源的消耗，无重稀土钕铁硼永磁体需进行应用研究。

重稀土元素镝和铽的存在使钕铁硼永磁磁铁永磁体具有较高的性能，但是由于重稀土元素镝和铽属于国家稀缺战略资源，现有钕铁硼永磁磁铁价格高。通过采用无重稀土永磁磁铁永磁磁铁不含有重稀土元素镝和铽，可以减少对国家重要战略资源的使用，降低产品对重稀土元素的依赖，同时，转子铁芯100上布置狭缝隔磁槽300，不仅可以改善电机的噪音性能与电磁性能，还可以提高电机的耐退磁能力，提高产品的适用性，提高产品竞争力。

隔磁槽300和安装槽200的最小间距L满足0.6mm≤L≤2mm，能够改善磁场分布密度，优化电机的气隙磁密波形，进而改善电机的径向力并降低电机的噪音。而且，由于磁场分布更加均匀，从而不需要对转子铁芯100的外边缘进行结构改进，降低加工难度，有利于提高加工效率。

磁铁在20℃温度时的内禀矫顽力为Hcj。

结合图1和图2所示，定子铁芯410有Q个定子齿420，定子齿420沿圆周方向均匀排布，定子齿420上排布有定子400绕组，定子400绕组采用集中卷绕组，定子400绕组相数为m。

当定子铁芯410的数量Q＝9，m＝3时，磁铁内禀矫顽力满足以下条件：Hcj＞1800kA/m。

当定子铁芯410的数量Q＝12，m＝3时，磁铁内禀矫顽力满足以下条件：1600kA/m≤Hcj≤1800kA/m。

转子铁芯100位于定子铁芯410内部，转子铁芯100位与定子铁芯410中心轴线重合。

电机还包括：铆钉孔500和通流孔600，铆钉孔500和通流孔600设于转子铁芯100，铆钉孔500用于装配螺钉，从而能够将电机与装配部进行连接，通流孔600沿转子铁芯100的轴向贯穿转子铁芯100，通流孔600能够穿过气流，使得压缩机内的热气流能够穿过转子铁芯100，实现热交换。

在另一个实施例中，一种转子、电机及压缩机。其中，转子包括：2P个安装槽200，内含钕铁硼永磁体，永磁体不含有重稀土元素镝和铽。安装槽200呈“V”字型，“V”字型中间对称线为D轴，两个安装槽200之间的对称线为Q轴；在安装槽200安装永磁体的区域(即第一槽体210和第二槽体220的位置)，永磁体槽的宽度为d1，在D轴处(即第一槽体210和第二槽体220相连接处)，安装槽200两侧壁之间的最小距离为d2，满足0.77≤d2/d1≤1。根据本实施例提出的转子和电机，其抗退磁能力增强，可有效避免电机在使用过程中的永磁体退磁风险，减少维修。

实施例四：

本发明第二方面的实施例提出了一种压缩机，包括：如上述任一实施例中的电机(图中未示出这一实施例)，因此本发明提供的压缩机具有上述任一实施例中所提供的电机的全部效益。

实施例五：

本发明第三方面的实施例提出了一种制冷设备，包括：如上述任一实施例中的压缩机(图中未示出这一实施例)，因此本发明提供的制冷设备具有上述任一实施例中所提供的压缩机的全部效益。

具体地，本实施例提出的制冷设备可以为空调、冰箱、冰柜、展示柜等。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本发明各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电机，其特征在于，包括：

转子铁芯；

安装槽，沿所述转子铁芯的周向设于所述转子铁芯上；

隔磁槽，设于所述转子铁芯，所述隔磁槽位于所述安装槽和所述转子铁芯外边缘之间，所述隔磁槽和所述安装槽的最小间距L满足0.6mm≤L≤2mm；

永磁体，设置于所述安装槽内并形成磁极，将经过所述转子铁芯的轴心的任一所述磁极的中心线设为D轴；

所述隔磁槽包括：

第一隔磁槽和第二隔磁槽，所述第一隔磁槽和所述第二隔磁槽相对于所述D轴对称；

所述隔磁槽用于防止所述永磁体退磁；

所述第一隔磁槽和所述第二隔磁槽均为多个，多个所述第一隔磁槽中的相邻两个第一隔磁槽的相对角度为以及多个所述第二隔磁槽中的相邻两个第二隔磁槽的相对角度为Ɵ1，满足0°≤Ɵ1≤30°。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述安装槽包括：

第一槽体；

第二槽体，第一端连接于所述第一槽体的第一端，所述第二槽体的第二端以及所述第一槽体的第二端向所述转子铁芯外边缘延伸且延伸方向不同。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述第一槽体和所述第二槽体之间形成有夹角Ɵ2，所述夹角Ɵ2的取值范围为100°至130°。

4.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，

所述安装槽的数量为多个，且多个所述安装槽沿所述转子的周向分布。

5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，

多个所述安装槽中的相邻两个安装槽相对于Q轴对称，其中，所述Q轴为相邻两个所述D轴的角平分线。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电机，其特征在于，所述电机还包括：

定子，设有定子铁芯，所述定子铁芯的内径为D1，所述定子铁芯的外径为D2，满足0.57≤D1/ D2≤0.6。

7.一种压缩机，其特征在于，包括：

如权利要求1至6中任一项所述的电机。

8.一种制冷设备，其特征在于，包括：

如权利要求7所述的压缩机。

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