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海上半直驱永磁风力发电机电磁设计与温度场分析
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作者 段志强 何庆峰 +1 位作者 项尚 刘闯闯 《微电机》 2024年第4期66-70,共5页
以海上16 MW半直驱永磁风力发电机作为研究对象,基于有限元分析方法针对不等气隙条件下电磁特性、冷却结构设计及温度场仿真展开研究,结果表明优化后的电机能够合理地降低电机损耗,提高电磁性能,水套冷却和空水冷却相结合的冷却方式散... 以海上16 MW半直驱永磁风力发电机作为研究对象,基于有限元分析方法针对不等气隙条件下电磁特性、冷却结构设计及温度场仿真展开研究,结果表明优化后的电机能够合理地降低电机损耗,提高电磁性能,水套冷却和空水冷却相结合的冷却方式散热效果良好。通过型式试验,验证了电机设计的合理性。该电机的设计对海上永磁风力发电机大型化的发展发挥了重要作用。 展开更多
关键词 半直驱永磁风力发电机 特性 冷却结构 温度场
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一种半直驱永磁风力发电机的设计研究
2
作者 谭勇 《电气时代》 2023年第8期72-75,共4页
提出了一种发电机转子极靴优化与分数槽绕组结合的设计方法。对一台5.43MW的半直驱永磁风力发电机进行了设计,并将其有限元仿真分析结果与试验测试结果进行了对比。结果表明,该设计方式可有效改善气隙磁密波形,降低定子绕组空载反电动... 提出了一种发电机转子极靴优化与分数槽绕组结合的设计方法。对一台5.43MW的半直驱永磁风力发电机进行了设计,并将其有限元仿真分析结果与试验测试结果进行了对比。结果表明,该设计方式可有效改善气隙磁密波形,降低定子绕组空载反电动势谐波畸变率,并可显著抑制发电机的齿槽转矩,保证发电机性能。 展开更多
关键词 发电机转子 分数槽绕组 齿槽转矩 气隙密波形 定子绕组 谐波畸变率 空载反电动势 半直驱永磁风力发电机
原文传递
半直驱永磁风力发电机温度场仿真 被引量:1
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作者 曾湘黔 柳印 +1 位作者 刘勇辉 程秀杰 《船电技术》 2022年第9期50-55,共6页
本文以3 MW半直驱永磁风力发电机为例进行温度场计算分析,利用有限元分析方法分别对3 MW半直驱永磁风力发电机额定工况及试验工况的温度场进行计算。计算结果与试验实测结果一致,永磁发电机温升满足考核要求。同时计算分析了冷却水流量... 本文以3 MW半直驱永磁风力发电机为例进行温度场计算分析,利用有限元分析方法分别对3 MW半直驱永磁风力发电机额定工况及试验工况的温度场进行计算。计算结果与试验实测结果一致,永磁发电机温升满足考核要求。同时计算分析了冷却水流量及冷却管排布位置对温升的影响,并提出后续改进建议。 展开更多
关键词 半直驱永磁风力发电机 温度场 温升 冷却
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一种抑制半直驱永磁风力发电机短路转矩的方法
4
作者 刘斯强 李华 王伟 《防爆电机》 2022年第3期36-41,共6页
针对现阶段半直驱永磁风力发电机短路转矩难以抑制的问题,分析了发电机短路转矩的产生机理,并提出抑制短路转矩的关键方法。通过调整转子磁极盒拓扑结构、交直轴磁路结构与漏磁路结构,在满足电机力能指标,且有效材料用量无变化的条件下... 针对现阶段半直驱永磁风力发电机短路转矩难以抑制的问题,分析了发电机短路转矩的产生机理,并提出抑制短路转矩的关键方法。通过调整转子磁极盒拓扑结构、交直轴磁路结构与漏磁路结构,在满足电机力能指标,且有效材料用量无变化的条件下实现削弱短路转矩的目标。 展开更多
关键词 半直驱永磁风力发电机 短路转矩 转子极盒
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3 MW半直驱永磁风力发电机电磁设计与仿真 被引量:5
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作者 刘军伟 李华阳 +2 位作者 钟云龙 崔明 卢江跃 《微特电机》 2020年第8期27-30,共4页
研究了半直驱永磁风力发电机的主要设计参数选取过程和原则,探讨了转子磁极固定方式及优化方向;以3 MW发电机为例开展电磁方案设计,并对方案进行了空载、负载、短路仿真分析。结果表明,采用斜槽一倍齿距设计可以显著抑制发电机空载下的... 研究了半直驱永磁风力发电机的主要设计参数选取过程和原则,探讨了转子磁极固定方式及优化方向;以3 MW发电机为例开展电磁方案设计,并对方案进行了空载、负载、短路仿真分析。结果表明,采用斜槽一倍齿距设计可以显著抑制发电机空载下的齿槽转矩,峰值减小幅度达89%;负载计算结果显示发电机电磁方案完全符合设计目标要求;短路失磁校验也验证了所选永磁体在三相、两项短路工况下的磁性能稳定性。设计过程和方法为后续产品开发提供了一些经验借鉴。 展开更多
关键词 发电机 风力发电 设计
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3.6 MW半直驱永磁风力发电机的研制
6
作者 李晓峰 肖文滔 《湖南工程学院学报(自然科学版)》 2014年第2期37-40,共4页
概述了半直驱永磁风力发电机的技术优势和基本特点,介绍了3.6MW半直驱永磁风力发电机的主要技术参数和具体结构,详细分析了发电机各部件的结构特点、工艺及工装方案,提出了研制中遇到的问题及相应的解决措施,最终的电机试验证明了电机... 概述了半直驱永磁风力发电机的技术优势和基本特点,介绍了3.6MW半直驱永磁风力发电机的主要技术参数和具体结构,详细分析了发电机各部件的结构特点、工艺及工装方案,提出了研制中遇到的问题及相应的解决措施,最终的电机试验证明了电机设计和工艺的有效性及合理性,为后续的系列开发及批量制造打下了良好的基础. 展开更多
关键词 风力发电 发电机
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5.5 MW半直驱中速永磁风力发电机温度场分析
7
作者 缠东辉 王桢 +1 位作者 任韶华 娄利岗 《微电机》 2024年第9期66-69,共4页
本文建立了半直驱中速永磁风力发电机的三维流体与传热耦合模型,进行了数值模拟,获得了电机内部温度场,并与试验样机实测数据进行了对比。总结了大功率中速永磁发电机内部传热规律,为发电机冷却结构优化设计提供理论依据。
关键词 中速风力发电机 温度场
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永磁直驱风力发电机非奇异终端滑模控制 被引量:1
8
作者 马毓敏 赵南南 +3 位作者 刘金颂 白天羽 杨旭 崔小伟 《电机与控制应用》 2024年第3期86-94,共9页
为提高永磁直驱风力发电系统的抗扰能力和控制精度,提出了一种扰动观测器与非奇异快速终端滑模控制相结合的最大功率跟踪控制策略。利用扰动观测器得到风力发电机的转矩变化,对控制器进行前馈补偿;采用非奇异快速终端滑模面提高控制器... 为提高永磁直驱风力发电系统的抗扰能力和控制精度,提出了一种扰动观测器与非奇异快速终端滑模控制相结合的最大功率跟踪控制策略。利用扰动观测器得到风力发电机的转矩变化,对控制器进行前馈补偿;采用非奇异快速终端滑模面提高控制器的动态性能,实现系统快速收敛,减少因扰动引起的抖振。仿真结果表明,所提策略在随机风速的情况下可以准确估计转矩变化,提高最大功率跟踪过程中的转速跟踪精度和风能利用率。 展开更多
关键词 风力发电 最大功率跟踪 非奇异快速终端滑模 扰动观测器
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基于定子全浸式及绕组内冷式的蒸发冷却永磁直驱风力发电机优化设计研究
9
作者 程自然 阮琳 +2 位作者 杨劼 高剑 黄守道 《大电机技术》 2024年第1期22-28,39,共8页
为了充分发挥蒸发冷却技术在风力发电领域中高效的散热性能以及免维护的自循环特性,本文基于发电机定子全浸泡以及绕组空心导线内冷的两种散热形式,对一系列不同功率等级下的直驱式永磁风力发电机进行了优化设计研究,并对不同冷却技术... 为了充分发挥蒸发冷却技术在风力发电领域中高效的散热性能以及免维护的自循环特性,本文基于发电机定子全浸泡以及绕组空心导线内冷的两种散热形式,对一系列不同功率等级下的直驱式永磁风力发电机进行了优化设计研究,并对不同冷却技术路线下的电机优化设计方案进行了对比和分析。本文首先分析了不同技术路线下不同蒸发冷却系统各自所具有的特点及优势;之后基于电磁场和传热学理论建立了发电机电磁参数及温度场的分析计算模型,并基于冷却系统的结构布局分析了不同技术路线下发电机定子的传热特性;最后基于发电机电磁场和温度场的耦合分析建立了风力发电机的优化设计模型,通过多目标遗传优化算法,对2MW、5MW和10MW三种不同功率等级下的直驱式永磁风力发电机进行了以材料和成本为目标的电机系统优化设计。优化结果及对比分析表明,针对兆瓦级直驱式风力发电机而言,采用空心导线内冷式技术更具有设计成本和冷却性能上的优势,本文中的优化方法和策略可以为蒸发冷却永磁直驱式风力发电机的优化设计提供理论依据和设计基础。 展开更多
关键词 风力发电机 蒸发冷却技术 电机散热性能 参数模型 优化设计
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5 MW内外转子组合式直驱永磁风力发电机仿真设计
10
作者 杨尔坤 张岳 +3 位作者 王凤翔 于铖 才智伟 崔益铭 《辽宁科技学院学报》 2024年第2期39-42,共4页
文章通过等效磁路法设计了额定功率5 MW的直驱永磁风力发电机,对比研究了120极/378槽和78极/324槽两种设计方案的超大功率直驱永磁风力发电机性能,从电机结构上解决了超大功率发电机体积过大,不利于运输等缺点,并在此基础上,仿真验证了... 文章通过等效磁路法设计了额定功率5 MW的直驱永磁风力发电机,对比研究了120极/378槽和78极/324槽两种设计方案的超大功率直驱永磁风力发电机性能,从电机结构上解决了超大功率发电机体积过大,不利于运输等缺点,并在此基础上,仿真验证了文章所设计的内外转子组合式5 MW直驱永磁风力发电机是可行的和有效的。 展开更多
关键词 风力发电机 内外转子
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半直驱中速永磁同步发电机轴承发生微电流腐蚀的故障诊断分析
11
作者 王子顺 《太阳能》 2024年第5期101-108,共8页
轴承滚道形貌出现“搓衣板”纹路的故障模式是风电机组常见的主要故障之一。针对半直驱中速永磁同步发电机轴承发生微电流腐蚀故障,首先通过在线监测系统采集发电机轴承运行时的振动信号,然后对振动信号故障特征进行提取与诊断分析,研... 轴承滚道形貌出现“搓衣板”纹路的故障模式是风电机组常见的主要故障之一。针对半直驱中速永磁同步发电机轴承发生微电流腐蚀故障,首先通过在线监测系统采集发电机轴承运行时的振动信号,然后对振动信号故障特征进行提取与诊断分析,研究和复现轴承滚道微电流腐蚀的失效模式和故障发展历程,最后同步验证抑制轴电流的措施的有效性,以此保障风电机组健康可靠地运行。分析表明:该故障风电机组的发电机轴承滚道出现的“搓衣板”纹路并非轴承的主要失效模式,而是轴承滚道发生二次损伤的表现。随着时间推移,轴承滚道出现的损伤(浅坑)纹路逐渐重复叠加并变得更加清晰,说明该发电机的主要失效模式为轴承微电流腐蚀。 展开更多
关键词 微电流腐蚀 中速同步发电机 电机 轴承 振动信号 故障诊断 在线监测
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半直驱中速永磁风力发电机设计与特性研究
12
作者 娄利岗 任韶华 王桢 《微电机》 2023年第7期51-54,58,共5页
随着风力发电的健康蓬勃发展,结合了高速异步风力发电机和低速永磁直驱发电机特点的中速永磁半直驱风力发电机的优势也越来越明显。本文以5.5 MW级的中速永磁半直驱风力发电机为研究对象,介绍了半直驱驱动链及中速永磁风力发电机的基本... 随着风力发电的健康蓬勃发展,结合了高速异步风力发电机和低速永磁直驱发电机特点的中速永磁半直驱风力发电机的优势也越来越明显。本文以5.5 MW级的中速永磁半直驱风力发电机为研究对象,介绍了半直驱驱动链及中速永磁风力发电机的基本结构,建立了该发电机的有限元计算模型,分析了“V”形永磁体转子结构的永磁发电机的空载特性与负载特性,计算了该结构下磁阻转矩与永磁转矩在电磁转矩中的占比等参数。基于研究与分析,总结了“V”形永磁体转子结构的半直驱永磁风力发电机的特点,为后续半直驱永磁风力发电机进一步的研究奠定了理论基础与参考依据。 展开更多
关键词 风力发电 发电机 阻转矩 有限元分析
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基于磁链预测的永磁直驱风力发电机SVM-DTC技术 被引量:2
13
作者 单立宇 张兰红 陈小海 《电子设计工程》 2023年第4期62-67,共6页
永磁直驱风力发电机传统直接转矩控制(DTC)通过查表法选择固定电压矢量来控制定子磁链和电磁转矩,导致磁链和转矩的双重控制要求不能同时兼顾,造成磁链和转矩脉动过大。针对传统DTC的不足,研究了一种永磁直驱风力发电机基于定子磁链预... 永磁直驱风力发电机传统直接转矩控制(DTC)通过查表法选择固定电压矢量来控制定子磁链和电磁转矩,导致磁链和转矩的双重控制要求不能同时兼顾,造成磁链和转矩脉动过大。针对传统DTC的不足,研究了一种永磁直驱风力发电机基于定子磁链预测的空间矢量脉宽调制(SVPWM)DTC方法,通过对下一个控制周期磁链矢量的预测计算需要补偿的电压矢量,并引入SVPWM模块代替查表法来合成该电压矢量。仿真和实验结果表明,此方案能明显降低磁链和转矩脉动,改善永磁直驱风力发电系统的控制性能。 展开更多
关键词 风力发电机 接转矩控制 转矩脉动 SVPWM 链预测
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永磁直驱风力发电机组弯头形机舱优化分析 被引量:1
14
作者 陈方述 阳雪兵 石峰 《南方能源建设》 2023年第1期154-159,共6页
[目的]针对某型永磁直驱风力发电机组机舱几何外形不规则,受载荷复杂、重量较大的情况,需对其进行优化分析与设计。[方法]基于有限元方法,建立了机舱的有限元模型,分析了弯头形机舱的几何结构和主要形状影响参数,并基于分析结果对参数... [目的]针对某型永磁直驱风力发电机组机舱几何外形不规则,受载荷复杂、重量较大的情况,需对其进行优化分析与设计。[方法]基于有限元方法,建立了机舱的有限元模型,分析了弯头形机舱的几何结构和主要形状影响参数,并基于分析结果对参数进行优化调整与复核计算。[结果]优化后的机舱最大von Mises应力由181 MPa减小到173 MPa,应力降低了4.4%,满足强度要求,重量由52.7 t减小到45.2 t,重量减少了约14.2%。[结论]研究表明,优化效果明显,为风电机组此类机舱设计与优化方法提供了借鉴和参考。 展开更多
关键词 风力发电机 机舱 重量 优化
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大兆瓦等级中速永磁风力发电机电磁激振谐响应分析
15
作者 马奔奔 贺建华 +3 位作者 赵天煜 李建富 梁臣 胡鑫 《东方电气评论》 2024年第6期22-26,共5页
半直驱风力发电机具有中速永磁的特点,与成熟的直驱永磁发电机相比,在转速、频率、结构、永磁固定方式、冷却方式及通风结构都存在很大不同。它兼顾了直驱的可靠、高效和双馈的低成本、小体积等优势,在近年风电整机价格的持续走低的背景... 半直驱风力发电机具有中速永磁的特点,与成熟的直驱永磁发电机相比,在转速、频率、结构、永磁固定方式、冷却方式及通风结构都存在很大不同。它兼顾了直驱的可靠、高效和双馈的低成本、小体积等优势,在近年风电整机价格的持续走低的背景下,有了较快的发展和提升。半直驱风力发电机电磁激振谐响应分析因为具有多学科耦合、建模复杂等特点,研究难度较高。本文通过对大兆瓦等级中速永磁风力发电机的设计研究,形成了电磁激励载荷的分析与提取、机电耦合分析模型的简化与建立、谐响应分析、真机试验测试对比等一整套方法,系统解决了电磁激振谐响应分析的难题。 展开更多
关键词 发电机 中速 激振谐响应 真机试验
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风力发电中的直驱永磁同步发电技术应用研究
16
作者 蒋曌 《中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术》 2024年第11期129-132,共4页
本文专注于风力发电中的直驱永磁同步发电机技术,探讨了其在提升发电效率和增强系统可靠性方面的显著潜力。通过在多种风速环境下对此技术进行广泛的测试和深入评估,研究揭示了其在降低运行和维护成本方面的优势。直驱永磁同步发电机技... 本文专注于风力发电中的直驱永磁同步发电机技术,探讨了其在提升发电效率和增强系统可靠性方面的显著潜力。通过在多种风速环境下对此技术进行广泛的测试和深入评估,研究揭示了其在降低运行和维护成本方面的优势。直驱永磁同步发电机技术不仅改善了能量转换效率,还通过减少机械部件,显著提高了整个系统的运行效率和可靠性。此外,本文还深入分析了该技术的核心特点和实际应用成效,认为它为风电技术的未来发展提供了一条高效且具备广泛应用前景的技术路径,有望推动风力发电技术的持续优化和环境可持续性。 展开更多
关键词 同步发电机 风力发电效率 可再生能源技术 系统可靠性 运维成本优化
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直驱永磁同步风力发电系统功率控制研究
17
作者 郭选 《中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术》 2024年第11期232-235,共4页
直驱永磁同步风力发电系统的高功率特性和低电压穿越特性意味着该风力发电系统需要更有效的功率控制措施来保障系统的正常运行和与之相接的电网的平稳正常供电。而对直驱永磁同步风力发电系统进行功率控制主要包括最大风能跟踪控制、有... 直驱永磁同步风力发电系统的高功率特性和低电压穿越特性意味着该风力发电系统需要更有效的功率控制措施来保障系统的正常运行和与之相接的电网的平稳正常供电。而对直驱永磁同步风力发电系统进行功率控制主要包括最大风能跟踪控制、有功功率平滑控制和模糊推理的变桨距控制等三种主要策略。基于这三种主要策略,本文提出了一种直驱永磁同步风力发电系统的功率平滑与控制设计方案,尝试将发电系统的功率控制与平滑策略实际应用。 展开更多
关键词 同步风力发电系统 功率控制 系统设计
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大型半直驱式永磁风力发电机的电磁设计 被引量:4
18
作者 欧金生 雷雄 尹曾锋 《电机与控制应用》 北大核心 2015年第5期58-62,共5页
以3.2 MW半直驱式永磁风力发电机为例,分析了发电机极数、极槽配合选取、转子磁极结构、气隙值选取等对发电机性能的影响。建立了发电机的电磁场有限元计算模型,对发电机的输出性能进行了仿真分析计算。计算结果表明发电机达到了较高的... 以3.2 MW半直驱式永磁风力发电机为例,分析了发电机极数、极槽配合选取、转子磁极结构、气隙值选取等对发电机性能的影响。建立了发电机的电磁场有限元计算模型,对发电机的输出性能进行了仿真分析计算。计算结果表明发电机达到了较高的技术指标要求。这为大型半直驱式永磁风力发电机的优化设计提供了一些有意义的参考。 展开更多
关键词 风力发电机 极槽配合 极结构
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大型永磁直驱发电机磁固耦合特性研究 被引量:1
19
作者 张志弘 韩勤锴 +3 位作者 徐学平 颜益峰 彭超 褚福磊 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期3217-3226,共10页
该文开展大型永磁直驱发电机磁固耦合特性研究。采用共形映射方法,计算考虑齿槽效应的气隙磁场标量磁势;基于离散电流元和磁等效电路模型,定量模拟发电机定转子局部的磁饱和效应,通过数值迭代得到气隙磁场强度分布;引入一系列均布的磁... 该文开展大型永磁直驱发电机磁固耦合特性研究。采用共形映射方法,计算考虑齿槽效应的气隙磁场标量磁势;基于离散电流元和磁等效电路模型,定量模拟发电机定转子局部的磁饱和效应,通过数值迭代得到气隙磁场强度分布;引入一系列均布的磁等效弹簧,模拟定转子之间的耦合作用,建立永磁直驱发电机磁固耦合有限元分析模型。以实际在役兆瓦级永磁直驱发电机为对象,通过电磁有限元计算结果验证所提出的气隙磁场强度分析方法;基于金风兆瓦级永磁发电机测试平台,开展转/定子耦合系统模态测试,与理论模型得到的固有频率和模态振型进行对比。在此基础上,分析气隙长度和转子转速对耦合系统固有频率的影响。研究结果对于准确评估发电机振动能量、规避危险共振点指导机组设计等均具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 发电机 固耦合 模态分析 共形映射 等效弹簧
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基于保角变换与等效磁路法的永磁直驱发电机气隙磁场计算 被引量:2
20
作者 张志弘 韩勤锴 +2 位作者 徐学平 颜益峰 彭超 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期703-711,共9页
该文开展了负载工况下永磁直驱发电机气隙磁场研究。基于精确域求解和保角变换,计算考虑齿槽效应的气隙磁场标量磁势;采用离散线电流元,定量模拟发电机定转子局部出现的磁饱和现象;基于考虑几何尺寸的定转子非线性磁阻计算方法,建立包... 该文开展了负载工况下永磁直驱发电机气隙磁场研究。基于精确域求解和保角变换,计算考虑齿槽效应的气隙磁场标量磁势;采用离散线电流元,定量模拟发电机定转子局部出现的磁饱和现象;基于考虑几何尺寸的定转子非线性磁阻计算方法,建立包含发电机定转子结构以及气隙长度的等效磁路,给出相应的迭代求解流程。以实际在役兆瓦级永磁直驱风力发电机为对象,计算考虑齿槽效应的气隙磁场分布,分析了空载和负载工况下磁饱和效应对气隙磁场分布曲线波形和谐波成分的影响,并与有限元计算结果对比,验证了所提出的分析模型和求解方法的有效性。 展开更多
关键词 发电机 气隙 等效 负载工况 饱和 齿槽效应 非线性
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