KR930001677Y1 - Inverter - Google Patents

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KR930001677Y1
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Abstract

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Description

인버터의 과열 방지회로Inverter overheat protection circuit

제1도는 종래의 인버터 과열 방지장치의 구성도.1 is a block diagram of a conventional inverter overheat prevention device.

제2도는 본 고안의 인버터 과열 방지장치의 개략도.2 is a schematic diagram of an inverter overheat prevention device of the present invention.

제3도는 본 고안의 블럭다이어그램.3 is a block diagram of the present invention.

제4도는 제3도의 상세회로도.4 is a detailed circuit diagram of FIG.

제5도는 본 고안을 설명하기 위한 동작 파형도5 is an operation waveform diagram for explaining the present invention

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 변환부 2 : 인버터1: converting unit 2: inverter

3 : 제어회로 4 : 전원회로3: control circuit 4: power supply circuit

5 : 과열방지회로 10 : 온도검출부5: overheat prevention circuit 10: temperature detector

20 : 펄스발생부 30 : 지연시간설정부20: pulse generator 30: delay time setting unit

40 : 구동부 50 : PWM차단신호출력부40: drive unit 50: PWM blocking signal output unit

M : 모터 OH1-OHn: 과열센서M: Motor OH 1 -OH n : Overheat sensor

FM1 : 메인냉각팬 FA: 보조냉각팬F M 1: Main cooling fan F A : Auxiliary cooling fan

OP1: 반전증폭기 TM : 타이머OP 1 : Inverting Amplifier TM: Timer

Ry : 릴레이Ry: Relay

본 고안은 유도 전동기의 속도를 제어하는 인버터의 관한 것으로서 특히, 인버터의 내부 과열시 전동기를 즉시 정지시키기지 않고, 일저시간동안 보조냉각팬(Fan)으로 냉각시켜준 다음 과열상태를 검출하여 인버터 내부의 온도가 계속 상승 할시에 전동기를 정지시키도록 한 인버터의 과열방지 회로에 관한 것이다.The present invention relates to an inverter for controlling the speed of an induction motor. In particular, the inverter does not stop the motor immediately when the inverter overheats, but is cooled by an auxiliary cooling fan for one day and then detects an overheating condition. The overheat protection circuit of the inverter, which stops the motor when the temperature continues to rise.

유도 전동기의 회전수를 제어하기 위해 사용되는 인버터는 장시간 운전시 시스템을 구성하는 각각의 기기증전력 스위칭 소자의 온도 상승에 따른 방열판의 과열, 빈전한 직류 제동시 희생방전용 저항의 과열, 주변 온도의 상승 및 공기 흡입구의 막힘으로 인한 제어장치의 내부과열로 온도가 상승하면 기기의 손상을 가져오게되므로 기긱의 보호를 위해 시스템을 정지시켜야 할 필요가 있다.The inverter used to control the rotation speed of the induction motor has overheating of the heat sink due to the temperature rise of each device power switching element constituting the system during long time operation, overheating of the resistance of the sacrificial discharge resistor during poor DC braking. If the temperature rises due to the overheating of the control unit due to the rise of the air intake and the blockage of the air inlet, it will damage the equipment.

즉, 유도 전동기의 회전수를 제어함에 있어서, 냉각펜을 이용하여 제어시스템 내부의 온도를 냉각시킬 경우, 종래에는 제1도에 도시한 바와같이 온도 측정개소에 과열감지센서(OH1-OHn)를 부착하여 규정온도(예컨데 85℃) 이상 상승하면 즉시 제어회로(3)내의 마이컴에 인터럽트를 걸어주어 PWM 파형의 출려기 차단되므로써 모터(M)는 프리런(Free Run)상태로 되어 시스템이 즉시 정지하게 되므로 운전효율 및 신뢰성 측면에서 바람직스럽지 못하였다.That is, in controlling the rotation speed of the induction motor, when the temperature inside the control system is cooled by using a cooling pen, conventionally, an overheat sensor (OH 1 -OH n) is used at a temperature measuring location as shown in FIG. If the temperature rises above the specified temperature (e.g. 85 ℃), it immediately interrupts the microcomputer in the control circuit (3), and the output of the PWM waveform is interrupted. Therefore, the motor (M) is in a free run state. Since it stops immediately, it was not preferable in terms of operating efficiency and reliability.

따라서, 본 고안의 목적은 인버터의 내부 과열시 유도전동기를 즉시 정지시키는 대신에, 일정시간동안 보조 냉각팬을 작동시켜 냉각시켜준 다음, 과열상태를 검출하여 인버터의 내부온도가 계속 상승할 때에만 전도기를 정지시킴으로써 운전효율을 향상시키고 기기의 보호 및 빈번한 정지를 예방하여 신뢰성을 햐상시키도록 한 인버터와 과열ㅇ지회로를 제공하는데 있다.Therefore, the purpose of the present invention is to stop the induction motor immediately upon internal overheating of the inverter, instead of operating the auxiliary cooling fan for a certain period of time for cooling, and then to detect the overheating condition and to increase the internal temperature of the inverter continuously. It is to provide an inverter and overheating circuit that improves the operation efficiency by stopping the conductor, improving the reliability by protecting the equipment and preventing frequent stops.

이하, 본 고안의 구성 및 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and action effects of the present invention in detail.

제2도는 본 고안에 따른 인버터 과열방지장치의 개략적인 구성도를 표시하는바, 3상전원이 변환부(1)에 의해 직류로 변환된 다음 콘덴서(C10)에 의해 리플이 제거되어 전력용 트랜지스터로 구성된 인버터(2)에 입력되면, 제어회로(3)내의 마이컴의 제어하에 전력용 트랜지스터의 베이스에 구동신호가 인가됨에 따라 인버터(2)가 작동하여 모터(M)를 구동시키며, 전원회로(4)에 연결된 냉각팬(FM)(FA)이 작동되어 인버터(2)를 냉각시키도록 한 것인바, OH1-OHn는 과열센서이고, 5는 본 고안의 인버터 과열방지회로를 표시한다.Figure 2 shows a schematic configuration diagram of the inverter overheat prevention device according to the present invention, the three-phase power is converted to direct current by the conversion unit 1, the ripple is removed by the capacitor (C 10 ) for power When input to the inverter (2) consisting of a transistor, under the control of the microcomputer in the control circuit 3, the drive signal is applied to the base of the power transistor to operate the inverter 2 to drive the motor (M), the power supply circuit The cooling fan (F M ) (F A ) connected to (4) is operated to cool the inverter 2, OH 1 -OH n is the overheat sensor, 5 is the inverter overheat protection circuit of the present invention Display.

제3도는 본 고안에 따른 인버터 과열방지회로(5)의 블록다이어그램을 도시한 것인바, 본 고안은 다수의 과열센서(OH1-OHn)에 의해 과열온도를 검출하여 반전증폭시키는 온도검출부(10)와, 상기의 온도검출부에서 출력된 신호를 이용하여 펄스파형을 발생시키는 펄스발생부(20)와, 상기의 펄스발생부에서 출력된 신호를 일정시간동안 지연시키기위한 지연시간설정부(30)와, 상기의 지연시간 설정부에서 출력된 신호를 이용하여 보조냉각팬(FA)을 구동시키기 위한 구동부(40) 및 상기의 온도검출부와 지연시간 설정부에서 출력된 신호를 논리조합하여 PWM 차단신호를 제어회로(3)에 제공하기 위한 PWM 차단신호 출력부(50)로 구성된다.Figure 3 shows a block diagram of the inverter overheat prevention circuit 5 according to the present invention, the present invention detects the overheat temperature by a plurality of overheating sensors (OH 1 -OH n ) and a temperature detector for inverting amplification ( 10), a pulse generator 20 for generating a pulse waveform by using the signal output from the temperature detector, and a delay time setting unit 30 for delaying the signal output from the pulse generator for a predetermined time. ), And a logic unit of the driver unit 40 for driving the auxiliary cooling fan F A using the signal output from the delay time setting unit and the signals output from the temperature detection unit and the delay time setting unit. PWM blocking signal output unit 50 for providing a blocking signal to the control circuit (3).

본 고안에 따른 온도검출부(10)는 각각의 온도측정개소(예컨데 방열판, 희생방전저항)등에 설치되어 과열을 감지하기 위한 다수의 과열센서(OH1-OHn)와 상기의 과열센서의 작동시 제신호(V1)를 발생시키는 저항(R1)과 상기의 제1신호를 반전증폭시키는 증폭기(OP1)와 저항(R2-R`)으로 구성될수도 있다.The temperature detection unit 10 according to the present invention is installed at each temperature measuring place (for example, heat sink, sacrificial discharge resistance) and the like when operating a plurality of overheat sensors (OH 1 -OH n ) and the overheat sensor for detecting overheating. It may also be composed of a resistor R 1 for generating the first signal V 1 , an amplifier OP 1 for inverting and amplifying the first signal, and a resistor R 2 -R ` .

펄스발생부(20)는 증폭기(OP1)에서 반전 증폭된 신호를 미분하는 콘덴서(C1)저항(R4)과 미분된 신호를 반전시키는 트랜지스터(Q2)와 저항(R5-R7)으로 구성된 것이 바람직하다.The pulse generator 20 includes a capacitor C 1 resistor R 4 for differentiating the signal inverted and amplified by the amplifier OP 1 , a transistor Q 2 for inverting the differential signal, and a resistor R 5 -R 7. It is preferable that it consists of).

본 고안에 이용되는 지연시간 설정부(30)는 제2신호(V5)를 발생시키기 위해 타이머(TM)와 지연시간을 설정하는 가변저항(VR1)과 콘덴서(C2)로 구성될수도 있다.The delay time setting unit 30 used in the present invention may be configured with a variable resistor VR 1 and a capacitor C 2 for setting a timer TM and a delay time to generate the second signal V 5 . .

또한, 보조냉각팬(FA)을 고동시키는 구동부(40)는 릴레이코일(LR)과 접점(SW)로된 릴레이(Ry)와 상기의 릴레이(Ry)를 구동시키기 위한 트랜지스터(Q2)및 바이어스 저항(R8)으로 구성될수도 있다.In addition, the driving unit 40 for oscillating the auxiliary cooling fan F A includes a relay Ry having a relay coil L R and a contact SW and a transistor Q 2 for driving the relay Ry. And a bias resistor R 8 .

그리고, PWM 차단신호출력부(50)는 제1신호(V1)와 제2신호(V5)를 논리조합하는 다이오드(D1)(D2)로 구성되는바, 다이오드(D1)(D2)로 구성되는바, 다이오드(D1)(D2)는 오아게이트(도시하지 않았음)로 대치될수도 있다.And, PWM block signal output section 50 is a bar consisting of a first signal (V 1) and a second signal diodes to the logical combination of the (V 5), (D 1) (D 2), a diode (D 1) ( D 2 ), the diode D 1 (D 2 ) may be replaced by an oar gate (not shown).

제4도는 본 고안의 회로도를 도시한 것으로서, 인버터(2)(제2도참조)의 운전중 온도상승에 따른 과열 상태에서 인버터를 보호해 주기 위해 온도발열개소(예컨데, 방열판, 희생방전저항)등에 온도검출소자인 과열센서(OH1-OHn)를 부착하여 측정개소의 온도가 어느 한 부분이라도 규정온도(예컨데 85°)이상 상승하면 일단 보조팬(FA)을 구동시키고, 계속 과열상태에 있을 경우에는 인버터의 구동을 정지시키도록 한 것인바, 본 고안의 회로 동작을 좀더 상세히 설명하기로 한다.4 is a circuit diagram of the present invention, in order to protect the inverter from overheating conditions caused by the temperature rise during the operation of the inverter 2 (see FIG. 2) (eg, heat sink, sacrificial discharge resistance) Attach the overheat sensor (OH 1 -OH n ), a temperature detector, to the back to drive the auxiliary fan (F A ) once the temperature of the measurement point rises above the specified temperature (eg 85 °). If it is to be to stop the drive of the inverter, the circuit operation of the present invention will be described in more detail.

우선 과열센서(OH1)이 방열판에 설치되었다고 가정하고, OH2-OHn는 특정의 측정계소에 부착되었다고 가정한다.First, assume that the overheat sensor OH 1 is installed on the heat sink, and that OH 2 -OH n is attached to a specific measuring station.

인버터(2)의 정상적인 운전중 방열판의 온도가 규정 온도 이상 상승하면 과열센서(OH1)가 온(ON)되어 전원(Vcc1)은 접지로 방전되므로 증폭기(OP1)의 반전입력단자에는 제5도 (a)와 같은 로우신호(V1)가 입력된다.If the temperature of the heat sink rises above the prescribed temperature during the normal operation of the inverter 2, the overheat sensor OH 1 is turned on and the power supply Vcc 1 is discharged to ground, so that the inverting input terminal of the amplifier OP 1 The low signal V 1 as shown in Fig. 5A is input.

로우신호가 입력되면 증폭기(OP1)는 로우신호를 제5도(b)와 같이 하이신호(V2)로 반전시키 콘덴서(C1)에 인가하면, 콘덴서(C1)는 저항(R4)과의 시정수(R4C1)에 의해 제5도(c)와 같은 펄스 파형(V3)을 발생시켜 바이어스 저항(R5)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가한다.When the low signal input amplifier (OP 1) is is applied to invert the high signal (V 2) as a low-signal of the fifth degree (b) a capacitor (C 1), a capacitor (C 1) has a resistance (R 4 ), A pulse waveform V 3 as shown in FIG. 5C is generated by the time constant R 4 C 1 and applied to the base of the transistor Q 1 through the bias resistor R 5 .

이때 트랜지스터(Q1)는 베이스에 하이신호가 인가되어 턴온되므로, 타이머(TM)의 입력단자(IN)에는 제5도(d)와 같이 반전된 로울펄스신호(V4)가 입력된다.At this time, the transistor (Q 1) is turned on since the high signal is applied to the base, a timer (TM) input terminal (IN) has a fifth degree of roll pulse signal (V 4) turn as shown in (d) are inputted.

타이머(TM)는 에지트리거(Edge trigger)방식으로 동작하여 입력전압이 하이에서 로우로 변하는 순간 출력단자(out)를 통해 하이신호를 발생시키는바, 이 하이신호는 가변저항(VR1)과 콘덴서(C2)에 의해 결정된 시정수가 경과한 후에 로우신호로 된다.The timer TM operates in an edge trigger method and generates a high signal through an output terminal (out) when the input voltage changes from high to low. The high signal is a variable resistor VR 1 and a capacitor. After the time constant determined by (C 2 ) has elapsed, a low signal is generated.

타이머(TM)의 출력단자(out)로부터 제5도 (e)와 같이 t1지점에서 하이신호가 발생하면, 이 신호는 저항(R8)을 통해 릴레이 구동용 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가된다.When a high signal is generated at the point t 1 from the output terminal (out) of the timer TM as shown in FIG. 5 (e), the signal is transmitted to the base of the relay driving transistor Q 2 through the resistor R 8 . Is approved.

이때 트랜지스터(Q2)는 턴온되어 릴레이 코일(LR)에는 전류가 흐르게 되어 전자력이 발생되므로 스위치(SW)는 온된다. 스위치(SW)가 작동됨에 따라 보조냉각팬(FA)이 작동하기 시작한다. 즉, 보조냉각팬(FA)은 트랜지스터(Q2)가 온되어 있는 동안에는 계속 작동된다.At this time, since the transistor Q 2 is turned on and a current flows in the relay coil L R , an electromagnetic force is generated, so that the switch SW is turned on. As the switch SW is activated, the auxiliary cooling fan F A starts to operate. That is, the auxiliary cooling fan F A continues to operate while the transistor Q 2 is on.

한편, 보조냉각팬(FA)이 작동됨에 따라 냉각풍량이 증가하게 되어 인버터 내부의 온도는 내려가게 되는바, 보조냉각팬(FA)이 구동되는 동안에 인버터의 내부온도가 규정온도 이하로 강하되면 과열센서(OH1)는 오프되어 전압(V1)은 하이로 되며, 전압(V5)은 지연시간 설정부에서 지연시간동안 계속 하이신호를 유지한다.Meanwhile, as the auxiliary cooling fan F A is operated, the cooling air volume increases, and thus the temperature inside the inverter is lowered. The internal temperature of the inverter drops below the prescribed temperature while the auxiliary cooling fan F A is driven. When the overheat sensor OH 1 is turned off, the voltage V 1 becomes high, and the voltage V 5 keeps the high signal during the delay time in the delay time setting unit.

전압(V5)이 계속 하이상태를 유지할 경우, 이 전압은 다이오드(D2)를 경유하여 제어회로(3)의 내부에 구성된 마이컴의 인터럼트 단자에 하이신호를 제공하므로 PMW 차단신호는 차단되지 않고 인버터(2)는 연속운전된다.(제5도(f)참조)If the voltage V 5 remains high, the PMW blocking signal is not interrupted because the voltage provides a high signal to the microcomputer's interrupt terminal configured inside the control circuit 3 via the diode D 2 . Inverter 2 is operated continuously (see FIG. 5 (f)).

그러나, 보조냉각팬(FA)이 운전후 정지하여도 내부 온도가 이하로 떨어지지 않고 과열상태로 있을 경우, 전압(V1)이 로우이고, 전압(V5)도 로우가 되어 제어회로(3)의 내부에 구성된 마이컴의 인터럽트 단자에는 로울신호가 입력되어 전력용 트랜지스터를 구동하는 PWM 신호가 차단되어 모터(M)는 프린터(Free Run)상태에 있게된다.(제5도(g)참조)However, even when the auxiliary cooling fan F A stops after operation, when the internal temperature does not fall below and remains in an overheating state, the voltage V 1 is low and the voltage V 5 is also low, so that the control circuit 3 ), The roll signal is inputted to the interrupt terminal of the microcomputer, and the PWM signal for driving the power transistor is cut off so that the motor M is in a free run state (see Fig. 5 (g)).

이상과 같은 회로의 동작을 제5도(e)-(f)를 참조하여 보다 상세히 고찰해 보기로 한다.The operation of the circuit as described above will be discussed in more detail with reference to FIGS. 5 (e)-(f).

우선, 제5도(e)에 도시한 t1시간에서 트랜지스터(Q5)가 턴온되면 보조냉각팬(FA)이 동작을 시작한후 보조 냉각팬(FA)의 구동중에 t2시간에서 내부의 온도가 규정온도 이하로 냉각되면, 과열센서(OH1)는 오프되어 전압(V1)은 하이상태를 유지하여 다이오드(D1)를 통해 전압(V6)을 발생시킨다. 이때 보조냉각팬(FA)은 시정수(√=VR1×C2)에 의한 시간(t3)동안 회전된후에 오프된다.First, when the transistor Q 5 is turned on at t 1 time as shown in FIG. 5E, the auxiliary cooling fan F A starts to operate, and then internally at t 2 hours while the auxiliary cooling fan F A is being driven. When the temperature of is cooled below the specified temperature, the overheat sensor OH 1 is turned off so that the voltage V 1 remains high to generate the voltage V 6 through the diode D 1 . At this time, the auxiliary cooling fan F A is turned off after being rotated for a time t 3 by the time constant (√ = VR 1 × C 2 ).

보조냉각팬(FA)이 오프되더라도 전압(V6)은 전압(V1)에 의해 하이상태를 유지하기 때문에 PWM 차단신호는 계속 하이상태로 발생되므로(제5도(f)참조)인버터는 계속 운전된다.Even though the auxiliary cooling fan F A is turned off, the voltage V 6 remains high due to the voltage V 1 , so the PWM cutoff signal is continuously generated (see FIG. 5 (f)). Keep running.

그러나, 보조냉각팬(FA)에 시정수(VR1×C2) 의한 시간(t3)동안 회전된후에 정지하였어도 내부의 온도가 계속 고열상태에 있을 경우에는(도면에는 편의상 t2'로 표시하였음) 전압(V1)과 (V5)가 로우를 유지하기 때문에 전압(V6)은 보조냉각팬(FA)이 멈춤과 동시에 로우상태를 유지한다. (제5도(g)참조)따라서 제어회로(3)의 마이컴의 인터럽트 단자에는 로우신호가 인가되므로 PWM신호가 차단되어 모터(M)는 프리런 상태로 들어간다.However, even if it stops after being rotated for a time t 3 by the time constant (VR 1 × C 2 ) in the auxiliary cooling fan F A , if the internal temperature is still in a high temperature state (for convenience, t 2 ' Since the voltages V 1 and V 5 remain low, the voltage V 6 remains low at the same time as the auxiliary cooling fan F A stops. Therefore, since a low signal is applied to the interrupt terminal of the microcomputer of the control circuit 3, the PWM signal is cut off and the motor M enters the free run state.

비록 본 고안이 과열센서(OH1)에 대해서는 기술하였을지라도 과열센서(OH2-OHn)에 대해서도 전술한 바와 같이 동일하게 동작됨을 알수 있을 것이다.Although the present invention has been described with respect to the overheat sensor (OH 1 ), it can be seen that the same operation as described above for the overheat sensor (OH 2 -OH n ).

이와같이 동작하는 본 고안은 운전중 규정온도 이상 상승시 과열센서의 접점을 직접제어회로에 연결하지 않고 보조냉각팬 구동회로를 구성하여 일정시간동안 보조냉각팬을 구동하여 과열온도를 규정온도 이하로 내려주며, 방열판 또는 공기흡입구의 막힘 또는 주위온도의 상승으로 인하여 인버터가 계속 과열상태로 되면 PWM 신호를 차단하여 모터를 정지시켜 주므로써 운전효율을 향상시킬수 있는 특징으로 지닌 것이다.The present invention operates as above, when the temperature rises above the specified temperature during operation, the auxiliary cooling fan driving circuit is configured without connecting the contact point of the overheat sensor to the direct control circuit to drive the auxiliary cooling fan for a predetermined time to lower the overheating temperature below the specified temperature. If the inverter keeps overheating due to the blockage of the heat sink or air inlet, or the increase of the ambient temperature, it blocks the PWM signal and stops the motor.

Claims (3)

다수의 과열센서(OH1-OHn)에 의해 과열온도를 검출하여 출력의 논리상태를 변화시키는 온도검출부(10), 상기의 온도검출부에서 출력된 신호를 이용여 펄스를 발생시키는 펄스발생부(20), 상기의 펄스발생부에서 출력된 신호를 일정시간동안 지연시키는 지연시간 설정부(30), 상기의 지연시간 설정부에서 출력된 신호를 이용하여 상기 설정한 지연시간동안 보조냉각팬을 구동시키기 위한 구동부(40), 및 상기의 온도검출부(10)와 지연시간 설정부(30)에서 발생된 신호를 논리조합하여 상기 지연시간후에도 온도검출부(10)의 출력이 과열상태일때에만 PWM 차단신호를 발생하는 PWM 차단신호출력부(50)로 구성됨을 특징으로 하는 인버터의 과열 방지회로.A temperature detector 10 for detecting an overheat temperature by a plurality of overheat sensors OH 1 -OH n to change the logic state of the output, and a pulse generator for generating a pulse using a signal output from the temperature detector; 20), the delay time setting unit 30 for delaying the signal output from the pulse generator for a predetermined time, by using the signal output from the delay time setting unit to drive the auxiliary cooling fan during the set delay time And a PWM cut-off signal only when the output of the temperature detector 10 is overheated even after the delay time by logically combining the signals generated by the driver 40 and the temperature detector 10 and the delay time setting unit 30. Overheat prevention circuit of the inverter, characterized in that consisting of a PWM blocking signal output unit for generating 50. 제1항에 있어서, PWM 차단신호 출력부(50)는 온도검출부(10)에서 발생된 제1신호와 지연시간 설정부(30)에서 발생된 제2신호를 논리조합하기 위한 다이오드(D1)(D2)로 구성됨을 특징으로 하는 인버터의 과열 방지회로.2. The diode D 1 of claim 1, wherein the PWM blocking signal output unit 50 combines the first signal generated by the temperature detector 10 and the second signal generated by the delay time setting unit 30. An overheat protection circuit of the inverter, characterized in that consisting of (D 2 ). 제2항에 있어서, 상기의 다이오드(D1)(D2)는 오아게이트로 대체됨을 특징으로 하는 인버터의 과열 방지회로.3. The overheat protection circuit of an inverter according to claim 2, wherein the diode (D 1 ) (D 2 ) is replaced by an oar gate.
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