DE2442244A1 - ELECTRIC CONTROL CIRCUIT - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steuerschaltkreis für einen Gleichstrommotor, der durch Stromimpulse mit Hilfe eines Stromunterbrechers in seinem Ankerkreis erregt, wird. Prinzipielles Ziel der Erfindung ist es, eine verbesserte Rückkopplungsbremsung (regenerative braking) zu schaffen. The invention relates to an electrical control circuit for a DC motor, which by current pulses with Energized with the help of a circuit breaker in its armature circuit, will. The principal aim of the invention is to provide improved feedback braking (regenerative braking).
Erfindungsgemäß ist ein elektrischer Steuerschaltkreis für einen Gleichstrommotor, wobei ein Strom in einem Hauptstromkreis zwischen einem ersten Versorgungspol durch den Anker des Motors zu einem zweiten Versorgungspol fließt,According to the invention is an electrical control circuit for a DC motor, wherein a current in a main circuit between a first supply pole through the The armature of the motor flows to a second supply pole,
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durch einen Unterbrecher, einen Stromkreis, der den Motor durchläuft und der den Unterbrecher nicht mit einschließt und in dem der Ankerstrom während der Perioden fließen kann, während der der Unterbrecher nichtleitend ist, einen Rückführungskreis, der über den HauptStromkreis mit dem Anker und dem Unterbrecher verbunden ist, damit Strom vom zweiten Versorgungspol zum ersten Versorgungspol fließt, einen Zweig zum Verbinden des Ankers mit dem Rückführungskreis und eine Verbindungseinrichtung zum abwechselnden Vervollständigen des Hauptstromkreises und des Zweiges gekennzeichnet. by a breaker, a circuit that runs through the engine that does not include the breaker and in which the armature current can flow during the periods during which the breaker is non-conductive, a feedback loop, which is connected to the armature and the breaker via the main circuit, so that current from the second Supply pole flows to the first supply pole, a branch for connecting the armature to the feedback circuit and connecting means for alternately completing the main circuit and the branch.
Vorzugsweise ist ein automatischer Regler vorgesehen, der den Ankerstrom mit Hilfe des Unterbrechers regeltj der Regler kann sowohl während des normalen Antriebs des Motors als auch während des Abbremsens verwendet werden.An automatic regulator is preferably provided which regulates the armature current with the aid of the interrupter Regulator can be used both during normal drive of the motor and during braking.
Die Verbindungseinrichtung zum abwechselnden Vervollständigen des Hauptstromkreises und des Zweiges kann- zwischen dem Anker und dem ersten Versorgungspol einen einzelnen Schalter aufweisen.The connecting device for alternately completing the main circuit and the branch can be between the armature and the first supply pole have a single switch.
Die oben erwähnten Merkmale erleichtern die Schaffung einer Rückkopplungsbremsung, während der Anker sich in die gleiche Richtung dreht, in die er sich während des normalen Antriebs dreht. Es ist außerdem möglich, eine Rückkopplung bei sehr geringen Geschwindigkeiten des Ankers und eineThe above features make it easy to provide feedback braking while the armature is in the rotates in the same direction as it rotates during normal propulsion. It is also possible to have a feedback at very low speeds of the anchor and a
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sparsame Arbeitsweise zu schaffen, indem der Motor schnell aus einem Antriebszustand in einen Bremszustand mit Rückkopplung umgeschaltet werden kann, z.B. lediglich durch Betätigung des oben erwähnten Schalters.Create economical work by running the engine quickly can be switched from a drive state to a braking state with feedback, e.g. simply by actuation of the switch mentioned above.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist eine . Feldwicklung zwischen dem ersten Versorgungspol und dem Anker derartig verbunden, daß sie außer Betrieb ist, wenn der HauptStromkreis geschlosen ist, und in Betrieb ist, wenn der Zweig geschlossen ist. Die Verwendung dieser Feldwicklung trägt dazu bei, die Abhängigkeit von Restmagnetismus in dem Kreis zu vermeiden, um die Wiedergewinnung des Stroms zu beginnen, wenn der Motor in seinen Rückkopplungsbremszustand geschaltet wird.In one embodiment of the invention is a. Field winding connected between the first supply pole and the armature so that it is out of order when the main circuit is closed and in operation, when the branch is closed. The use of this field winding helps to avoid the dependence on residual magnetism in the circuit in order to recover the Current to begin when the motor is in its feedback braking state is switched.
Normalerweise sind die Versorgungspole die Pole einer Speicherbatterie, die verbunden ist, um den Motor und seine Steuerschaltkreise mit elektrischer Energie zu versorgen.Usually the supply poles are the poles of one Storage battery connected to provide electrical power to the motor and its control circuitry.
Der Rückführungskreis kann eine erste Diode zwischen dem zweiten Versorgungspunkt und einem ersten Verbindungspunkt in dem HauptStromkreis zwischen dem Anker und dem Unterbrecher und eine zweite Diode zwischen einem zweiten Verbindungspunkt in dem HauptStromkreis zwischen dem Anker und dem Unterbrecher und dem ersten Versorgungspunkt aufweisen. Falls der Motor ein getrennt angeregter Motor (separatelyexcited motor) ist, kann die zweite Diode außerdem einenThe feedback loop can have a first diode between the second supply point and a first connection point in the main circuit between the armature and the breaker and a second diode between a second connection point in the main circuit between the armature and have the breaker and the first supply point. If the motor is a separately excited motor (separatelyexcited motor), the second diode can also have a
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Teil des Stromkreises bilden. Falls der Motor ein Reihenmotor ist, kann der zweite Verbindungspunkt durch zumindest eine Feldwicklung des Motors von dem Stromkreis getrennt sein.Form part of the circuit. If the engine is an in-line engine, the second connection point can be through at least one Field winding of the motor must be separated from the circuit.
Vorzugsweise kann der Zweig in der Lage sein, die Seite des Ankers, die weiter von dem ersten Verbindungspunkt entfernt ist, mit dem Rückführungskreis zwischen dem ersten Verbindungspunkt und der zweiten Diode zu verbinden. Vorzugsweise ist eine Diode in dem Hauptstromkreis so angeordnet, daß Strom nur in Richtung von dem ersten Versorgungspol zu dem zweiten Versorgungspol fließen kann und daß sie parallel zu dem Anker ist, wenn der Zweig geschlossen ist.Preferably, the branch may be able to use the side of the anchor farther away from the first connection point is to be connected to the feedback circuit between the first connection point and the second diode. Preferably a diode is arranged in the main circuit so that current is only supplied in the direction from the first supply pole the second supply pole and that it is parallel to the armature when the branch is closed.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen mit Bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert, wobei die Figuren 1 und 2 zwei erfindungsgemäße Ausführungsformen darstellen. The invention is explained in more detail below by means of examples with reference to the attached drawing, wherein Figures 1 and 2 represent two embodiments according to the invention.
Die Erfindung kann beispielsweise in einem Schaltkreis für einen Fahrmotor eines Hubwagens oder eines elektrischen Straßenfahrzeuges verwendet werden.The invention can for example in a circuit for a traction motor of a lift truck or an electric Road vehicle can be used.
Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform weist zwei Versorgungspole 1 und 2 auf, die tatsächlich die Pole einer Speicherbatterie 3 sind, die so angeordnet ist, daß der Pol 1 bezüglich des Pols 2 positiv ist. Während der Zeitabschnitte, in denen der Motor zur Erzeugung eines Anzugsmomentes erregtThe embodiment shown in Fig. 1 has two supply poles 1 and 2, which are actually the poles of a Storage battery 3 arranged so that pole 1 is positive with respect to pole 2. During the periods in which the motor is excited to generate a tightening torque
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1st, kann ein HauptStromkreis durch einen Schalter 4 ausgewählt werden, wobei der Hauptstromkreis den Anker 5 des Motors, eine Diode 6, einen Stromfühler 8, eine Reihenfeldwicklung 7 und einen Stromunterbrecher aufweist, der bei dieser Ausführungsform ein Thyristor 9" ist, aber der, falls gewünscht, ein anderer elektronischer Schalter sein könnte.1st, a main circuit can be selected by a switch 4 The main circuit is the armature 5 of the motor, a diode 6, a current sensor 8, a series field winding 7 and a circuit breaker, which in this embodiment is a thyristor 9 ", but which if could be desired another electronic switch.
Der Fühler 8 bildet eine Eingangsstufe eines automatischen Ankerstromreglers 22, der einen Kommutatorkreis 10 steuert, der den Unterbrecher aufweist. Automatische Stromregler in impulsgesteuerten Schaltkreisen sind bekannt und müssen nicht im einzelnen beschrieben werden. Vorzugsweise weist der Regler einen magnetischen Kreis, an den ein Leiter des Ankers angekoppelt ist, und einen Impulsgenerator auf, der dem Thyristor 9 Schaltimpulse zuführt, deren Frequenz oder Dauer oder beide begrenzt sind, falls der Ankerstrom, der durch die Flußdichte des magnetischen Kreises dargestellt wird, einen bestimmten Wert überschreitet. Um eine Änderung in der Ausgangsleistung oder der Geschwindigkeit des Motors zu ermöglichen, kann der Grenzwert des Ankerstromes durch irgendeine geeignete Einrichtung zum Ändern der Flußdichte in dem magnetischen Kreis verändert werden. Geeignete Kreise zum Regeln des Ankerstromes auf diese Art. werden z.B. in den britischen Patentschriften No. 1 136 253 und 1 191 391 beschrieben. The sensor 8 forms an input stage of an automatic armature current regulator 22, which controls a commutator circuit 10, which has the breaker. Automatic current regulators in pulse-controlled circuits are known and must be cannot be described in detail. The controller preferably has a magnetic circuit to which a conductor of the Armature is coupled, and a pulse generator which supplies the thyristor 9 switching pulses, the frequency or Duration or both are limited if the armature current is represented by the flux density of the magnetic circuit exceeds a certain value. To a change in the output power or the speed of the motor The armature current limit can be set by any suitable means for changing the flux density can be changed in the magnetic circuit. Suitable circuits for regulating the armature current in this way are e.g. in the British Patent Specification No. 1 136 253 and 1 191 391.
Der Kommutatorkreis 10 ist in üblicher Weise aufgebaut und weist einen Kommutatorkondensator 11 auf, der zwischenThe commutator circuit 10 is constructed in the usual way and has a commutator capacitor 11 between
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der Anode des Thyristors 9 und der Anode eines Hilfsthyristörs 12 verbunden ist, der, wie der Thyristor 9, durch seine Kathode mit dem negativen Pol 2 verbunden ist. Der Hilfsthyristör 12 wird durch eine Induktivität 13 und eine Diode 14 umgekehrter Polarität in bekannter Weise überbrückt. In bekannter Weise ist es Aufgabe des Hilfsthyristors und der anderen Komponenten des Kommutatorkreises 10, das zuverlässige Abschalten des Hauptthyristors am Ende jedes Stromimpulses, der ihn durchläuft, zu bewirken. Zu diesem Zweck werden Arbeitsimpulse abwechselnd dem Hauptthyristor 9 und dem Hilfsthyristör 12 zugeführt. Derartige Kommutatorkreise sind bekannt und erfordern keine weitere Beschreibung.the anode of the thyristor 9 and the anode of an auxiliary thyristor 12 is connected, which, like the thyristor 9, is connected to the negative pole 2 through its cathode. The auxiliary thyrist 12 is reversed by an inductance 13 and a diode 14 Polarity bridged in a known way. As is known, it is the task of the auxiliary thyristor and the other components of the commutator circuit 10, the reliable switching off of the main thyristor at the end of each current pulse that causes it going through to effect. For this purpose, working pulses are alternately sent to the main thyristor 9 and the auxiliary thyristor 12 supplied. Such commutator circuits are known and do not require further description.
Ein Stromkreis, der den Unterbrecher nicht umfaßt und in dem der Strom durch den Anker während der Perioden fliessen kann, wenn der Thyristor 9 nicht leitfähig ist, wird durch eine Diode 27 vervollständigt, die zwischen dem positiven Pol 1 und dem HauptStromkreis ist; in dieser Ausführungsform ist die Diode 27 mit einem Verbindungspunkt zwischen der Reihenfeldwicklung 7 und dem Fühler 8 verbunden. Eine zusätzliche Diode 15 ist zwischen dem Pol 1 und der Reihenfeldwicklung 7 verbunden, damit Strom durch diese Windung fließen kann, wenn der Unterbrecher nichtleitend ist.A circuit that does not include the breaker and in which the current flows through the armature during the periods can, if the thyristor 9 is not conductive, is completed by a diode 27 connected between the positive Pole 1 and the main circuit; in this embodiment the diode 27 is connected to a connection point between the series field winding 7 and the sensor 8. An additional diode 15 is connected between the pole 1 and the series field winding 7 so that current flows through this winding can flow when the breaker is non-conductive.
Ein Rückführungskreis, durch den Strom von dem Pol 2 zu dem Pol 1 fließen kann, wird durch eine Diode 17 geschaffen, deren Polarität es gestattet, daß Strom von dem Pol 2 aufA feedback circuit through which current can flow from pole 2 to pole 1 is created by a diode 17, whose polarity allows current to flow from pole 2
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ι ,ι,
eine Seite 5b des Ankers 5 fließen kann und danach durch den Fühler 8, die Reihenfeldwicklung 7 und die Diode 15 zu dem Pol 1. Außerdem kann Strom durch die Diode 27 zu dem Pol 1 fließen, wodurch sichergestellt wird, daß der Strom in der Feldwicklung 7 in geeigneter Weise abnimmt. Zum Verbinden des Ankers in den Rückführungskreis ist ein Zweig 19 vorgesehen, der, unter der Voraussetzung, daß der Schalter 4 entsprechend eingestellt ist, die andere Seite 5a des Ankers mit der Verbindung 18 verbindet, die unterhalb des Hauptstromkreises und der Diode 6 ist.one side 5b of the armature 5 can flow and then through the sensor 8, the series field winding 7 and the diode 15 to the Pole 1. In addition, current can flow through diode 27 to pole 1, thereby ensuring that the current in the Field winding 7 decreases in a suitable manner. To connect the armature in the feedback circuit, a branch 19 is provided, which, provided that the switch 4 accordingly is set, the other side 5a of the armature connects to the connection 18, which is below the main circuit and the diode 6 is.
Die Diode 6 verhindert, daß Strom von dem Verbindungspunkt 18 zurück zu dem Anker des Motors fließt und ermöglicht es daher, daß in dieser Ausführungsform die beschriebenen Kreise verschiedene Teile gemeinsam haben können.Diode 6 prevents current from flowing from junction 18 back to the armature of the motor and allows it it is therefore that in this embodiment the circles described may have different parts in common.
Der Schaltkreis der Fig. 1 weist als bevorzugtes, jedoch nicht wesentliches Merkmal eine Feldwicklung 28 auf, die zwischen dem positiven Pol und dem Punkt 5a des Ankers parallel zu dem Schalter 4 verbunden ist. Diese Wicklung ist außer Betrieb, wenn der Schalter 4 den HauptStromkreis schließt, und ist in Reihe mit" dem Anker angeordnet, wenn der Schalter 4 den Zweig 19 schließt. Die Wicklung 28 sollte normalerweise für volle Batteriespannung bemessen sein und würde aus diesem Grunde physikalisch einer Shunt-Wicklung gleichen.The circuit of FIG. 1 is preferred, however non-essential feature of a field winding 28 which is parallel between the positive pole and the point 5a of the armature is connected to the switch 4. This winding is inoperative when switch 4 closes the main circuit, and is placed in series with "the armature when the switch 4 the branch 19 closes. The winding 28 should normally be sized for, and would function of, full battery voltage Basically physically similar to a shunt winding.
Während der normalen Erregung des Motors in dem in Fig.During normal excitation of the motor in the Fig.
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gezeigten Schaltkreis berührt der Kontakt 4a des Schalters den Kontaktpunkt 20, der mit dem Pol 1 verbunden ist. Wenn der Thyristor 9 leitend ist, fließt Strom durch den Hauptstromkreis, der durch den Schalter 4, den Anker 5, die Diode 6, den Fühler 8, die Reihenfeldwicklung 7 und den Thyristor 9 gebildet wird, zu dem Pol 2. Venn der Thyristor 9 abgeschaltet wird, fließt weiterhin Strom durch einen Teil des Hauptstromkreises, jedoch fließt er zurück zu dem Anker durch die Dioden 15 und 27 anstelle durch den Thyristor 9 zu fliessen. Während der Motor läuft, begrenzt der automatische Stromregler den Ankerstrom.The circuit shown, the contact 4a of the switch touches the contact point 20, which is connected to the pole 1. When the thyristor 9 is conductive, current flows through the main circuit, which is formed by the switch 4, the armature 5, the diode 6, the sensor 8, the series field winding 7 and the thyristor 9, to the pole 2. Venn of the thyristor 9 is switched off, current continues to flow through part of the main circuit, but it flows back to the armature through the diodes 15 and 27 instead of flowing through the thyristor 9. While the motor is running, the automatic current regulator limits the armature current.
Wenn Rückkopplungsbremsung gewünscht wird, wird der Schalterkontakt 4a bewegt, um den Anker mit dem Kontaktpunkt 21 so zu verbinden, um den Motor kurzzuschließen und um einen Stromweg von dem Pol 2 durch die Diode 17, den Anker 5 und den Zweig 19 zu dem Verbindungspunkt 18 und daher zurück zu dem negativen Pol 2 über den Thyristor 9 zu schaffen. Der Strom wird auf diesem Weg durch die elektromotorische Kraft aufrechterhalten, die durch den Motor erzeugt wird, dessen Anker sich noch in der gleichen Richtung dreht wie während des Antriebs. Die Einleitung dieser Erzeugungswirkung wird durch das Vorhandensein der Wicklung 28 erleichtert, falls diese vorgesehen ist. Der Ankerstrom wird automatisch durch die Wirkung des Reglers 22 und des Thyristors 9 begrenzt. Wenn der Ankerstrom sich bis zu dem Grenzwert aufbaut, wird der Thyristor 9 abgeschaltet. Der Motor erzeugt weiterhinIf feedback braking is desired, switch contact 4a is moved to move the armature to the point of contact 21 so to connect to short circuit the motor and to create a current path from pole 2 through diode 17, armature 5 and the branch 19 to the connection point 18 and therefore back to to create the negative pole 2 via the thyristor 9. The current is on this way through the electromotive force sustained, which is generated by the motor, whose armature is still rotating in the same direction as during of the drive. The initiation of this generating effect is facilitated by the presence of the winding 28, if so this is provided. The armature current is automatically through the effect of the controller 22 and the thyristor 9 is limited. When the armature current builds up to the limit, will the thyristor 9 switched off. The engine continues to generate
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Strom, der nun von dem Pol 2 durch die Diode 17, den Anker 5, den Zweig 19 zu dem Verbindungspunkt 18 und daher zurück zu dem positiven Pol 1 durch die Diode 27 und durch die Wicklung 7 und die Diode 15 fließt. Falls die Wicklung 28 vorgesehen ist, würde sie durch den niedrigen Vorwärtswiderstand der Diode 27 überbrückt werden.Current that now flows from pole 2 through diode 17, armature 5, branch 19 to junction 18 and therefore back to positive pole 1 through diode 27 and through the winding 7 and the diode 15 flows. If the winding 28 is provided, it would be due to the low forward resistance the diode 27 are bridged.
Durch das Kurzschließen des Ankers durch die Betätigung des Schalters 4 kann der Motor als ein unstabiler Reihengenerator wirken, wenn der Unterbrecher 9 leitfähig ist, und das Vorhandensein der Wicklung 28 erleichtert das Auslösen dieser Wirkung sogar bei geringen Geschwindigkeiten. In diesem Schaltkreis ist es möglich, falls gewünscht, Schalter zum Umkehren der Ankerverbindungen zu schaffen. Dies ist günstiger als die Umkehrung der Verbindungen für die Feldwicklungen.By short-circuiting the armature by operating the switch 4, the motor can function as an unstable series generator act when the breaker 9 is conductive, and the presence of the winding 28 facilitates the tripping of this Effect even at low speeds. In this circuit it is possible, if desired, to switch to reverse to create the anchor connections. This is cheaper than reversing the connections for the field windings.
Fig. 2 stellt einen Schaltkreis eines getrennt angeregten Motors dar. Der Schaltkreis ist in vieler Hinsicht ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten. Jedoch ist die Reihenfeldwicklung 7 weggelassen und dafür ist eine induktive Drossel 26 in dem Hauptschaltkreis zwischen der Diode 6 und dem Fühler 8 angeordnet. Die Feldwicklung 28 und die Diode 27 sind ebenfalls weggelassen.Figure 2 illustrates a circuit of a separately excited motor. The circuit is similar in many respects that shown in FIG. However, the series field winding 7 is omitted and an inductive choke is used instead 26 in the main circuit between the diode 6 and the sensor 8 arranged. The field winding 28 and the diode 27 are also omitted.
In dieser Ausführungsform hat der Motor eine Feldspule 23, die durch irgendeine geeignete Feldstromversorgung erregt wird. Die Feldstromversorgung kann, wie dargestellt,In this embodiment the motor has a field coil 23 energized by any suitable field power supply. The field power supply can, as shown,
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aus einem Untererecherregler 24 bestehen, durch den die Feldspule zeitweilig verbunden ist und der durch einen Fühler 25 gesteuert wird, um den Feldstrom in per se bekannter Weise zu regeln.consist of a Untererecherroller 24 through which the field coil is temporarily connected and which is controlled by a sensor 25 to the field current in a manner known per se rules.
Dieser Stromkreis arbeitet in einer ähnlichen Weise, wie der, der bereits beschrieben worden ist. Die Wirkung der Reihenfeldwicklung, um den Anstiegswert der Stromimpulse durch den Anker zu begrenzen, wird durch die Drossel 26 erzielt.This circuit operates in a manner similar to that which has already been described. The effect of the series field winding, in order to limit the rise value of the current pulses through the armature, the throttle 26 is used.
Durch die Wirkung der Verbindung der Seite des Ankers, die normalerweise mit dem Pol 1 während des Antriebs und während des Bremsens mit dem Unterbrecher verbunden ist, wird der Ankerstrom während des Bremsens begrenzt. Dies gestattet es, daß der Feldstrom bis zu dem Maximum gesteuert wird, das von der Feldstromversorgung zugelassen wird, und fördert sowohl eine wirkungsvolle Rückkopplung als auch eine Rückkopplungsbremsung bis hinunter zu praktischem Stillstand.By the action of the connection of the side of the armature, normally with the pole 1 during the drive and during When braking is connected to the interrupter, the armature current is limited during braking. This allows it controls the field current to the maximum allowed by the field power supply and promotes both effective feedback as well as feedback braking down to practical standstill.
Falls gewünscht, kann eine Diode vorgesehen sein, wobei ihre Anode mit der Seite 5b des Ankers und ihre Kathode mit dem Pol 1 so verbunden ist, daß sie einen wirkungsvollen Kreis für den Ankerstrom während der Perioden bildet, wenn der Unterbrecher nichtleitend ist und der Schalter 4 den HauptStromkreis schließt. Es kann wünschenswert sein, die Lage des Fühlers in dem Steuerkreis zu ändern.If desired, a diode can be provided, with its anode with the side 5b of the armature and its cathode with the pole 1 is connected so that it forms an effective circuit for the armature current during the periods when the breaker is non-conductive and the switch 4 closes the main circuit. It may be desirable that To change the position of the sensor in the control circuit.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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