專輯類-單片機(jī)專輯-258冊-4.20G 單片機(jī)型Z80系列控制器技術(shù)手冊-439頁-12.9M.pdf
上傳時間: 2013-06-24
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勵磁裝置是同步發(fā)電機(jī)的重要控制部件,直接影響電機(jī)及電力系統(tǒng)的特性,本文介紹了一種基于DSP(TMS320F2812)微控制器的同步發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器的設(shè)計研究。 本文以新型同步發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器的開發(fā)研制為主要內(nèi)容,首先介紹了同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的重要作用,然后介紹了常用的DSP 芯片特點與構(gòu)成,最后著重介紹了新型勵磁調(diào)節(jié)器的軟、硬件設(shè)計實現(xiàn)方法,給出了硬件原理圖和軟件流程圖。硬件設(shè)計主要有交、直流的調(diào)理電路的設(shè)計,鐵電儲存設(shè)計以及通訊電路、D/A 電路等其它外圍電路的具體設(shè)計;軟件由主程序和中斷程序構(gòu)成。其中,主程序主要完成系統(tǒng)的初始化;中斷程序主要完成數(shù)據(jù)的采集和算法實現(xiàn), PID 調(diào)節(jié)、限制保護(hù)模塊等部分以及通訊部份等。 本設(shè)計充分利用TMS320F2812 芯片的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和豐富的片內(nèi)外設(shè)及高速的實時控制能力,來完成各功能的實現(xiàn)。
標(biāo)簽: DSP 數(shù)字式 勵磁調(diào)節(jié)器
上傳時間: 2013-05-20
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本論文圍繞提高高速變頻電機(jī)設(shè)計水平和促進(jìn)電機(jī)CAD技術(shù)發(fā)展這一主題,對高速變頻電機(jī)電磁設(shè)計和電機(jī)智能設(shè)計方法進(jìn)行了深入的研究。 1.分析了集膚效應(yīng)對高速變頻電機(jī)設(shè)計的影響。針對高速變頻電機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中集膚效應(yīng)現(xiàn)象較為嚴(yán)重的特點,用有限元法對不同轉(zhuǎn)子槽型在不同頻率時的集膚效應(yīng)進(jìn)行了分析,并提出了一種利用有限元法的精確計算結(jié)果和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性映射能力計算電機(jī)轉(zhuǎn)子集膚效應(yīng)系數(shù)的新方法,能夠快速有效的給出轉(zhuǎn)子不同槽型不同頻率時的集膚效應(yīng)系數(shù)。 2.研究了電壓型SPWM變頻器輸出時間諧波頻譜以及調(diào)制參數(shù)對輸出諧波的影響,為精確分析高速變頻電機(jī)的諧波效應(yīng)和選擇適當(dāng)?shù)淖冾l器提供參考。分析了時間諧波對高速變頻電機(jī)效率、功率因數(shù)及輸出轉(zhuǎn)矩的影響,對提高高速變頻電機(jī)設(shè)計精度具有指導(dǎo)意義。 3.從電磁設(shè)計的角度探討了高速變頻電機(jī)設(shè)計過程,所得出的結(jié)論對于高速變頻電機(jī)設(shè)計具有指導(dǎo)意義。論文還提出了一個可以考慮時間諧波效應(yīng)的高速變頻電機(jī)分析模型,在此基礎(chǔ)上編制了高速變頻電機(jī)電磁仿真程序。 4.前人工作的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了人工智能技術(shù)在電機(jī)設(shè)計中的應(yīng)用。針對電機(jī)設(shè)計不同階段的特點,首次提出了面向電機(jī)設(shè)計過程的智能設(shè)計集成推理體系。 5.從設(shè)計過程優(yōu)化的角度,研究了電機(jī)設(shè)計狀態(tài)評價問題,建立了電機(jī)設(shè)計狀態(tài)綜合評價模型,能夠?qū)﹄姍C(jī)設(shè)計的不同層次、不同階段及時進(jìn)行設(shè)計狀態(tài)評價。@ @ 6.研究了基于實例推理技術(shù)在電機(jī)初始方案設(shè)計過程中的應(yīng)用,首次提出了一種基于知識引導(dǎo)和相似優(yōu)先的混合型實例檢索算法,給出了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實例相似度判定機(jī)制,可以提高檢索效率。 7.針對傳統(tǒng)電機(jī)調(diào)整設(shè)計專家系統(tǒng)的缺陷,提出了一種新型的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理機(jī)制的電機(jī)調(diào)整設(shè)計混合型專家系統(tǒng)模型,該模型將專家系統(tǒng)技術(shù)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、電機(jī)綜合設(shè)計方法有效結(jié)合,具有并行推理和系統(tǒng)自學(xué)習(xí)能力,解決了調(diào)整設(shè)計過程中調(diào)整力度難以確定的問題。 8.論支還研究了基于遺傳算法的電機(jī)優(yōu)化設(shè)計方法。針對遺傳算法中普遍存在的早熟收斂和搜索效率低的現(xiàn)象,提出了一種改進(jìn)遺傳算法一變焦自適應(yīng)遺傳算法,有助于提高優(yōu)化效率和克服早熟。 9.在上述工作的基礎(chǔ)上,首次提出了支持遠(yuǎn)程設(shè)計的電機(jī)智能設(shè)計集成平臺的概念,給出了基于軟總線和組件機(jī)制的平臺實現(xiàn)模型。并對集成平臺中電機(jī)模型集成技術(shù)、基于Objectorx的電機(jī)圖形繪制技術(shù)和基于Web的遠(yuǎn)程設(shè)計支持技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了討論。
標(biāo)簽: 變頻電機(jī) 電機(jī) 設(shè)計方法
上傳時間: 2013-04-24
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論文分析了混合式步進(jìn)電動機(jī)的工作原理和運(yùn)行特性。采用簡化的磁網(wǎng)絡(luò)模型,推導(dǎo)了建立二相混合式步進(jìn)電機(jī)數(shù)學(xué)模型的關(guān)系式。并對步進(jìn)電機(jī)的多種驅(qū)動技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究,著重分析和論述了正弦脈寬調(diào)制細(xì)分驅(qū)動技術(shù)。文中對整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、硬件電路設(shè)計及驅(qū)動軟件編程進(jìn)行了研究和實現(xiàn),并給出了系統(tǒng)性能實驗結(jié)果。 步進(jìn)電機(jī)的使用離不開步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器,驅(qū)動器的優(yōu)劣影響著步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行性能。傳統(tǒng)的驅(qū)動方式側(cè)重于使步進(jìn)電機(jī)繞組電流以盡可能短的時間上升到額定值,以提高電機(jī)高速運(yùn)行時的轉(zhuǎn)矩,一般步距角較大,且造成低速運(yùn)行時的振動和噪聲加大。針對此問題,開發(fā)出一種新型的基于單片機(jī)的多細(xì)分二相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器。該驅(qū)動器以二相混合式步進(jìn)電動機(jī)的靜態(tài)和動態(tài)運(yùn)行特性為出發(fā)點,主要分為數(shù)字控制部分、GAL片邏輯綜合信號處理單元、SG3525恒流控制電路、驅(qū)動功放電路、過流保護(hù)及反饋電路和系統(tǒng)供電電源模塊等。采用專用集成芯片和可編程邏輯器件,以8位單片機(jī)AT89C51為控制核心,實現(xiàn)恒流控制、正/反轉(zhuǎn)運(yùn)行、過流保護(hù)和多檔位細(xì)分等功能。在器件選型和軟、硬件設(shè)計方面兼顧了性能與成本等因素,性價比較高且通用性強(qiáng)。 該驅(qū)動器樣機(jī)已完成制作并進(jìn)行了聯(lián)調(diào)測試,文中給出了測試結(jié)果并對所測波形進(jìn)行了分析。實驗結(jié)果表明,系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計合理可行,各項技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計要求。它與混合式步進(jìn)電動機(jī)配套可以明顯地改善步進(jìn)電動機(jī)的運(yùn)行性能,拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。
標(biāo)簽: 分 步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動器
上傳時間: 2013-06-07
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勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分,對同步發(fā)電機(jī)乃至電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要影響。隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷增大,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式日趨復(fù)雜,對同步發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性提出了更高的要求。本文根據(jù)勵磁調(diào)節(jié)器的國內(nèi)外發(fā)展趨勢,研究開發(fā)了以TMS320F2812芯片為控制核心的同步發(fā)電機(jī)DSP勵磁調(diào)節(jié)器。 本文首先介紹了數(shù)字勵磁的發(fā)展歷程、特點及應(yīng)用范圍,然后介紹了同步發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及趨勢,提出了基于數(shù)字信號處理器 TMS320F2812 控制的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)微機(jī)勵磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計方案。 在詳細(xì)解釋功率器件 IGBT 和控制器件TMS320F2812芯片基礎(chǔ)上,提出了勵磁系統(tǒng)的主要硬件設(shè)計及軟件實現(xiàn)方法;完成了IGBT勵磁裝置主回路和 IGBT 保護(hù)及驅(qū)動單元的設(shè)計;進(jìn)行調(diào)節(jié)器硬件設(shè)計,給出了硬件原理圖和軟件流程圖;利用TMS320F2812芯片強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和豐富的片內(nèi)外設(shè)和高速的實時處理能力,用單片系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了交流采樣、變速積分 PID控制算法、PWM功率調(diào)節(jié)和系統(tǒng)保護(hù)等功能。TMS320F2812芯片的引入,大大簡化了勵磁控制器的硬件結(jié)構(gòu),提高了勵磁系統(tǒng)的抗干擾能力和可靠性。 最后,為驗證所設(shè)計的勵磁調(diào)節(jié)器的有效性和控制效果,采用 MATLAB 中 SIMULINK 仿真平臺,設(shè)計了勵磁控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的仿真模型。仿真結(jié)果表明,采用 TMS320F2812的同步發(fā)電機(jī)IGBT勵磁系統(tǒng)具有響應(yīng)快速、調(diào)節(jié)靈敏、控制性能優(yōu)良等特點。
上傳時間: 2013-07-29
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準(zhǔn)確計算電機(jī)鐵耗一直是困擾電機(jī)設(shè)計者的一個難題。傳統(tǒng)方法是假設(shè)電機(jī)內(nèi)部磁場僅是交變磁化的,根據(jù)鐵磁材料在交變磁化條件下測量的數(shù)據(jù),計算電機(jī)齒部和軛部由基波磁場造成的損耗,對于計算值與實測值之間的誤差通過經(jīng)驗系數(shù)來修正。這種方法對于已經(jīng)長期制造和使用的電機(jī)而言勉強(qiáng)適用,對于近年來發(fā)展很快的永磁電機(jī)、高速電機(jī)和其他新結(jié)構(gòu)電機(jī),由于缺乏合適的經(jīng)驗系數(shù),導(dǎo)致此方法難以適用。眾多研究人員的成果已經(jīng)證明電機(jī)的鐵耗有相當(dāng)一部分是由旋轉(zhuǎn)磁化導(dǎo)致的,因此顧及旋轉(zhuǎn)磁化的電機(jī)鐵耗計算模型是本文的一個重要內(nèi)容。 本文從鐵磁材料的鐵耗入手,先研究鐵磁材料在交變磁化和旋轉(zhuǎn)磁化方式下的計算和測量方法,目的是得到鐵耗分立模型中磁滯損耗、渦流損耗和異常損耗的計算系數(shù)。本文提出并實現(xiàn)了數(shù)字式的25cm愛潑斯坦方圈測試系統(tǒng),它可以測量在任何頻率和波形電源供電下硅鋼片的損耗,本文還在二維鐵耗測試系統(tǒng)中對硅鋼片在圓形旋轉(zhuǎn)磁化條件下的損耗進(jìn)行了測量。結(jié)果表明,在同樣頻率和磁密的條件下,旋轉(zhuǎn)磁化下的損耗要比交變磁化下的損耗大。本文提出了基于磁密軌跡的電機(jī)鐵耗計算模型,它只采用較容易獲得的交變磁化損耗系數(shù),但又能顧及到旋轉(zhuǎn)磁化帶來的影響。通過實際電機(jī)的計算和測試,表明軌跡法的計算結(jié)果在未經(jīng)任何系數(shù)修正的情況下就具有很好的精度,適合推廣使用。 軟磁復(fù)合材料是一種新型的粉末金屬材料,它具有渦流損耗小和易制造成具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)電機(jī)等特點。為了探索這種材料在高頻領(lǐng)域中的應(yīng)用和驗證本文提出的鐵耗計算模型,本文成功地設(shè)計和制造了一臺采用軟磁復(fù)合材料的爪極式永磁電機(jī),由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,本文通過三維有限元分析,對該電機(jī)的磁通、磁鏈、電感、轉(zhuǎn)矩和鐵耗等參數(shù)和性能的計算提出了計算方法。對該種電機(jī)的熱分析,本文提出了熱網(wǎng)絡(luò)法和磁熱耦合有限元法。由于鐵耗在高速電機(jī)總損耗中占有很大比例,因此在有限元方法中,本文通過映射剖分法,使磁場和熱場模型中的單元總數(shù)、大小和順序保持完全一致,軌跡法計算得到的各單元鐵耗直接耦合進(jìn)熱場進(jìn)行計算,得到了電機(jī)準(zhǔn)確的溫度分布。本文還進(jìn)行了高速電機(jī)轉(zhuǎn)子的模態(tài)分析,合理地調(diào)整轉(zhuǎn)子的直徑、長度和軸承位置,使轉(zhuǎn)子的自然共振頻率遠(yuǎn)離電機(jī)的工作頻率范圍。本文構(gòu)建了一測試平臺對樣機(jī)進(jìn)行了發(fā)電機(jī)狀態(tài)測試,并通過假轉(zhuǎn)子法測量了電機(jī)鐵耗,實驗結(jié)果證明了本文所用方法的可行性,得到的結(jié)論對軟磁復(fù)合材料的應(yīng)用及爪極式電機(jī)的設(shè)計與分析都具有很好的參考價值。
上傳時間: 2013-06-27
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隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,高速永磁無刷直流電機(jī)應(yīng)用前景越來越廣闊,有較大的研究價值,對其電磁性能進(jìn)行準(zhǔn)確的分析和設(shè)計具有重要的經(jīng)濟(jì)價值和理論意義。本文主要是圍繞著永磁無刷直流電機(jī),尤其是高速永磁電機(jī)的磁路、電路性能的分析、鐵耗和溫升的計算、優(yōu)化設(shè)計、控制系統(tǒng)和樣機(jī)制造和實驗等做了大量的工作: 對電機(jī)的磁路進(jìn)行分析設(shè)計:從磁路結(jié)構(gòu)入手,分析了定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體的各種結(jié)構(gòu)優(yōu)劣及其選型、選材的根據(jù);講述了場路結(jié)合的分析計算方法;給出了極數(shù)、槽數(shù)、繞組、轉(zhuǎn)子參數(shù)、定子參數(shù)和軸承的參數(shù)確定方法。 對永磁無刷直流電機(jī)的電路進(jìn)行分析:從電機(jī)磁場分析入手,根據(jù)齒磁通分析計算了電樞繞組的感應(yīng)電動勢;根據(jù)此電動勢的波形,推導(dǎo)了三相六狀態(tài)控制時,電動勢的電路計算模型,重點推導(dǎo)了電動勢平頂寬度小于120度電角度時的電路模型,指出換相前電流波形出現(xiàn)尖峰脈沖的原因,該模型考慮了電感對高速電機(jī)性能的影響;給出了基于能量攝動法計算繞組電感的方法。 高速永磁無刷直流電機(jī)內(nèi)的損耗尤其是鐵耗較大,根據(jù)經(jīng)驗系數(shù)來計算鐵耗的傳統(tǒng)方法已顯得力不從心,如何準(zhǔn)確計算高速永磁無刷直流電機(jī)內(nèi)的鐵耗是困擾電機(jī)工作者的一個難題,本文根據(jù)Bertotti鐵耗分立計算模型,進(jìn)一步推導(dǎo)了考慮電機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)磁化對鐵耗的影響的鐵耗計算模型,其各項損耗系數(shù)是由鐵芯材料在交變磁化條件下的損耗數(shù)據(jù)通過回歸計算得到。通過實際電機(jī)的計算和實驗測試,表明此計算模型有較高的準(zhǔn)確度。隨著電機(jī)內(nèi)損耗的增大,溫升也是一個重要問題,為了了解電機(jī)內(nèi)的溫度分部,防止局部過熱,本文建立了基于熱網(wǎng)絡(luò)法永磁無刷直流電機(jī)的溫升計算模型,并對電機(jī)進(jìn)行了溫升計算,計算結(jié)果和實際測量基本一致。 本文確立了永磁無刷直流電機(jī)的電磁計算方法,建立了優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型,編制了程序,用遺傳算法成功地對高速永磁無刷直流電機(jī)的效率進(jìn)行了優(yōu)化,給出了優(yōu)化算例,并做出樣機(jī),通過對優(yōu)化前后的方案做出樣機(jī)并進(jìn)行比較實驗,優(yōu)化后測量損耗有了較大的減小。 對永磁無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)中的幾個關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究:位置檢測技術(shù)、三相逆變電路中的功率管壓降和控制系統(tǒng)換相角問題,它們都對電機(jī)的性能有很大的影響。本文著重分析了霍爾位置傳感器原理、選型及在電機(jī)中的安裝應(yīng)用;功率管壓降對起動電流、功率的影響問題;控制系統(tǒng)提前或滯后換相對電機(jī)電流,輸出性能的影響,提出適當(dāng)提前換相有利于電機(jī)出力。 做出永磁無刷直流電機(jī)樣機(jī)并進(jìn)行實驗研究,主要包括高速永磁無刷直流電機(jī)、內(nèi)置式永磁無刷直流電機(jī)、高壓永磁無刷直流電機(jī)的設(shè)計、性能分析、樣機(jī)制作、實驗分析等。建構(gòu)了對樣機(jī)進(jìn)行發(fā)電機(jī)測試、電動機(jī)測試、損耗測量的實驗平臺,通過在測試時使用假轉(zhuǎn)子的方法成功分離出了電機(jī)鐵耗和機(jī)械損耗,實驗測量結(jié)果和計算結(jié)果基本一致。 總之,通過對永磁無刷直流電機(jī)的磁路、電路及性能特性的分析研究,建立了一套永磁無刷直流電機(jī)的設(shè)計理論和分析方法,并通過樣機(jī)的制造和實驗,進(jìn)一步的驗證了這些理論和方法的準(zhǔn)確性,這對永磁無刷直流電機(jī)的設(shè)計和應(yīng)用有很好的參考價值。
標(biāo)簽: 無刷直流電機(jī) 性能分析
上傳時間: 2013-04-24
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用一片CPLD實現(xiàn)數(shù)字鎖相環(huán),用VHDL或V語言
標(biāo)簽: CPLD VHDL 數(shù)字鎖相環(huán)
上傳時間: 2013-05-27
上傳用戶:hewenzhi
近年來,以電池作為電源的微電子產(chǎn)品得到廣泛使用,因而迫切要求采用低電源電壓的模擬電路來降低功耗。目前低電壓、低功耗的模擬電路設(shè)計技術(shù)正成為微電子行業(yè)研究的熱點之一。 在模擬集成電路中,運(yùn)算放大器是最基本的電路,所以設(shè)計低電壓、低功耗的運(yùn)算放大器非常必要。在實現(xiàn)低電壓、低功耗設(shè)計的過程中,必須考慮電路的主要性能指標(biāo)。由于電源電壓的降低會影響電路的性能,所以只實現(xiàn)低壓、低功耗的目標(biāo)而不實現(xiàn)優(yōu)良的性能(如高速)是不大妥當(dāng)?shù)摹?論文對國內(nèi)外的低電壓、低功耗模擬電路的設(shè)計方法做了廣泛的調(diào)查研究,分析了這些方法的工作原理和各自的優(yōu)缺點,在吸收這些成果的基礎(chǔ)上設(shè)計了一個3.3 V低功耗、高速、軌對軌的CMOS/BiCMOS運(yùn)算放大器。在設(shè)計輸入級時,選擇了兩級直接共源一共柵輸入級結(jié)構(gòu);為穩(wěn)定運(yùn)放輸出共模電壓,設(shè)計了共模負(fù)反饋電路,并進(jìn)行了共模回路補(bǔ)償;在偏置電路設(shè)計中,電流鏡負(fù)載并不采用傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)共源-共柵結(jié)構(gòu),而是采用適合在低壓工況下的低壓、寬擺幅共源-共柵結(jié)構(gòu);為了提高效率,在設(shè)計時采用了推挽共源極放大器作為輸出級,輸出電壓擺幅基本上達(dá)到了軌對軌;并采用帶有調(diào)零電阻的密勒補(bǔ)償技術(shù)對運(yùn)放進(jìn)行頻率補(bǔ)償。 采用標(biāo)準(zhǔn)的上華科技CSMC 0.6μpm CMOS工藝參數(shù),對整個運(yùn)放電路進(jìn)行了設(shè)計,并通過了HSPICE軟件進(jìn)行了仿真。結(jié)果表明,當(dāng)接有5 pF負(fù)載電容和20 kΩ負(fù)載電阻時,所設(shè)計的CMOS運(yùn)放的靜態(tài)功耗只有9.6 mW,時延為16.8ns,開環(huán)增益、單位增益帶寬和相位裕度分別達(dá)到82.78 dB,52.8 MHz和76°,而所設(shè)計的BiCMOS運(yùn)放的靜態(tài)功耗達(dá)到10.2 mW,時延為12.7 ns,開環(huán)增益、單位增益帶寬和相位裕度分別為83.3 dB、75 MHz以及63°,各項技術(shù)指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計要求。
標(biāo)簽: CMOSBiCMOS 低壓 低功耗
上傳時間: 2013-06-29
上傳用戶:saharawalker
高速電路設(shè)計實踐,主要是相對硬件線路設(shè)計
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:bruce5996
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