JPH0345603B2 - - Google Patents
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- JPH0345603B2 JPH0345603B2 JP58089136A JP8913683A JPH0345603B2 JP H0345603 B2 JPH0345603 B2 JP H0345603B2 JP 58089136 A JP58089136 A JP 58089136A JP 8913683 A JP8913683 A JP 8913683A JP H0345603 B2 JPH0345603 B2 JP H0345603B2
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- phase
- inverter
- source inverter
- transformer
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
- B60L9/02—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using DC motors
- B60L9/08—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using DC motors fed from AC supply lines
- B60L9/12—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using DC motors fed from AC supply lines with static converters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2210/00—Converter types
- B60L2210/10—DC to DC converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は直流式電気鉄道における電気車駆動用
直流電動機として複巻電動機または分巻電動機を
使用する場合、低圧の交流電源を入力とするサイ
リスタブリツジによつて前記直流電動機の分巻界
磁を他励制御する電気車制御装置に関するもので
ある。
直流電動機として複巻電動機または分巻電動機を
使用する場合、低圧の交流電源を入力とするサイ
リスタブリツジによつて前記直流電動機の分巻界
磁を他励制御する電気車制御装置に関するもので
ある。
以下従来の方式及び本発明の詳細を図を用いて
説明する。
説明する。
第１図は従来より直流式電気鉄道の電気車に使
用されているブースタ方式インバータによる定電
圧三相交流電源装置の一例を示す回路接続図であ
る。
用されているブースタ方式インバータによる定電
圧三相交流電源装置の一例を示す回路接続図であ
る。
第１図において、１は集電装置、２は断流器、
３はフイルタリアクトル、４はフイルタコンデン
サ、５は他励式電流形インバータ、６は他励式電
流形インバータの平滑リアクトル、７は単相電圧
形インバータ、８，９は電圧形インバータ７の電
源となる同一容量のコンデンサ、１０はブースタ
変圧器、１１はブースタ変圧器１０の一次巻線、
１２はブースタ変圧器１０の二次巻線、１３は三
相電圧形インバータ、１４はインバータ１３の出
力電圧を正弦波にするための交流フイルタ、１５
は出力変圧器である。
３はフイルタリアクトル、４はフイルタコンデン
サ、５は他励式電流形インバータ、６は他励式電
流形インバータの平滑リアクトル、７は単相電圧
形インバータ、８，９は電圧形インバータ７の電
源となる同一容量のコンデンサ、１０はブースタ
変圧器、１１はブースタ変圧器１０の一次巻線、
１２はブースタ変圧器１０の二次巻線、１３は三
相電圧形インバータ、１４はインバータ１３の出
力電圧を正弦波にするための交流フイルタ、１５
は出力変圧器である。
他励式電流形インバータ５と単相電圧形インバ
ータ７は直列に接続せられブースタ方式インバー
タのブースタ部を構成し、単相電圧形インバータ
７の直流出力は三相電圧形インバータ１３に入力
される。
ータ７は直列に接続せられブースタ方式インバー
タのブースタ部を構成し、単相電圧形インバータ
７の直流出力は三相電圧形インバータ１３に入力
される。
三相電圧形インバータ１３の三相交流出力は交
流フイルタ１４、出力変圧器１５を介し電気車の
冷暖房装置などの補助回路用低圧定電圧三相交流
電源として供せられる。
流フイルタ１４、出力変圧器１５を介し電気車の
冷暖房装置などの補助回路用低圧定電圧三相交流
電源として供せられる。
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは他励式電流形インバ
ータ（以下電流形インバータと称す）５を構成す
るブリツジ回路に接続されたサイリスタで、
X′はサイリスタ５ａ，５ｂアームの接続端子、
Y′はサイリスタ５ｃ，５ｄアームの接続端子を
示し、U′は単相電圧形インバータ７を構成する
ゲートターンオフサイリスタ７ａと７ｂの接続端
子（ゲートターンオフサイリスタ７ａ及び７ｂに
それぞれ並列に接続された帰還ダイオード７ｃ及
び７ｄの接続点でもある）、V′は直列接続された
コンデンサ８及び９の接続端子、U0，V0，W0は
三相電圧形インバータ１３の三相出力端子、U1，
V1，W1は交流フイルタ１４の三相出力端子、
U2，V2，W2は出力変圧器１５の三相出力端子で
ある。以下三相交流U0，V0，W0，U1，V1，
W1，U2，V2，W2として説明する。
ータ（以下電流形インバータと称す）５を構成す
るブリツジ回路に接続されたサイリスタで、
X′はサイリスタ５ａ，５ｂアームの接続端子、
Y′はサイリスタ５ｃ，５ｄアームの接続端子を
示し、U′は単相電圧形インバータ７を構成する
ゲートターンオフサイリスタ７ａと７ｂの接続端
子（ゲートターンオフサイリスタ７ａ及び７ｂに
それぞれ並列に接続された帰還ダイオード７ｃ及
び７ｄの接続点でもある）、V′は直列接続された
コンデンサ８及び９の接続端子、U0，V0，W0は
三相電圧形インバータ１３の三相出力端子、U1，
V1，W1は交流フイルタ１４の三相出力端子、
U2，V2，W2は出力変圧器１５の三相出力端子で
ある。以下三相交流U0，V0，W0，U1，V1，
W1，U2，V2，W2として説明する。
接続端子U′及びV′はブースタ変圧器１０の一
次巻線１１に、接続端子X′及びY′はブースタ変
圧器１０の二次巻線１２に接続される。
次巻線１１に、接続端子X′及びY′はブースタ変
圧器１０の二次巻線１２に接続される。
Vd1はフイルタコンデンサ４の両端の直流電
圧、Vd2は単相電圧形インバータ７の直流出力電
圧、Vbは電流形インバータ５の直流整流電圧を
示す。
圧、Vd2は単相電圧形インバータ７の直流出力電
圧、Vbは電流形インバータ５の直流整流電圧を
示す。
単相電圧形インバータ７はあらかじめ定められ
た周波数で動作すると、端子U′−V′間には波高
値がVd2／２で方形波の電圧e1が発生し、電流形
インバータ５の交流入力端子X′−Y′間にはブー
スタ変圧器１０によつて変圧された方形波電圧e2
が発生する。
た周波数で動作すると、端子U′−V′間には波高
値がVd2／２で方形波の電圧e1が発生し、電流形
インバータ５の交流入力端子X′−Y′間にはブー
スタ変圧器１０によつて変圧された方形波電圧e2
が発生する。
端子X′−Y′間の交流出力電圧e2と電流形イン
バータ５のサイリスタ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの
点弧作用によりＰ点及びＮ点の間に正または負の
直流整流電圧Vbが発生する。
バータ５のサイリスタ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの
点弧作用によりＰ点及びＮ点の間に正または負の
直流整流電圧Vbが発生する。
電流形インバータ５はコンデンサ８及び９に加
わる電圧Vd2を一定に保つように制御される。
わる電圧Vd2を一定に保つように制御される。
仮りにコンデンサ８及び９に加えられるべき合
計電圧Vd2を1350Vとした場合、直流電圧Vd1が
900Vに低下したとき、電流形インバータ５は順
変換領域で動作し電圧VbをＰ点に対しＮ点が＋
450Vになるよう制御し、直流電圧Vd1が1800Vに
上昇した場合は電流形インバータ５は逆変換領域
で動作し電圧VdをＰ点に対しＮ点が−450Vにな
るよう動作する。
計電圧Vd2を1350Vとした場合、直流電圧Vd1が
900Vに低下したとき、電流形インバータ５は順
変換領域で動作し電圧VbをＰ点に対しＮ点が＋
450Vになるよう制御し、直流電圧Vd1が1800Vに
上昇した場合は電流形インバータ５は逆変換領域
で動作し電圧VdをＰ点に対しＮ点が−450Vにな
るよう動作する。
すなわち電流形インバータ５はコンデンサ８及
び９の合計電圧Vd2を一定に保つように作用し、
前記ブースタ変圧器の一次巻線１１及び二次巻線
１２の両端に発生する矩形波交流電圧e1及びe2も
一定に保たれる。
び９の合計電圧Vd2を一定に保つように作用し、
前記ブースタ変圧器の一次巻線１１及び二次巻線
１２の両端に発生する矩形波交流電圧e1及びe2も
一定に保たれる。
三相電圧形インバータ１３は一定値に保たれて
いる直流電圧Vd2を三相交流U0，V0，W0に変換
し、三相交流出力U0，V0，W0は交流フイルタ１
４の作用により正弦波に近い波形の三相交流U1，
V1，W1に変換され、電気車補助回路用低圧定電
圧三相交流電源として使用される。
いる直流電圧Vd2を三相交流U0，V0，W0に変換
し、三相交流出力U0，V0，W0は交流フイルタ１
４の作用により正弦波に近い波形の三相交流U1，
V1，W1に変換され、電気車補助回路用低圧定電
圧三相交流電源として使用される。
第２図は従来より使用されている直流電気車駆
動用直流複巻電動機制御回路の一例を示す要部接
続図で、１は集電装置、２１は断流器、２２は直
流複巻電動機（以下電動機と称す）、２２ａは電
動機２２の電機子、２２ｂは電動機２２の直巻界
磁、２２ｃは電動機２２の分巻界磁、２３は電動
機２２の電機子回路の抵抗制御器、２４は分巻界
磁２２ｃを他励制御するサイリスタブリツジであ
る。
動用直流複巻電動機制御回路の一例を示す要部接
続図で、１は集電装置、２１は断流器、２２は直
流複巻電動機（以下電動機と称す）、２２ａは電
動機２２の電機子、２２ｂは電動機２２の直巻界
磁、２２ｃは電動機２２の分巻界磁、２３は電動
機２２の電機子回路の抵抗制御器、２４は分巻界
磁２２ｃを他励制御するサイリスタブリツジであ
る。
第２図においては説明を簡単にするため１台の
電動機２２を代表とし、また説明に直接関係のな
い機器の図示を省略した。
電動機２２を代表とし、また説明に直接関係のな
い機器の図示を省略した。
第２図に示すサイリスタブリツジ２４の入力電
源は第１図における三相交流電源U2，V2，W2か
ら供給される。
源は第１図における三相交流電源U2，V2，W2か
ら供給される。
サイリスタブリツジ２４を構成する６組のサイ
リスタアームの位相制御による可変電圧の直流出
力（端子Ａ−Ｂ間に発生する）によつて分巻界磁
２２ｃが制御される動作についてはすでによく知
られているので省略する。
リスタアームの位相制御による可変電圧の直流出
力（端子Ａ−Ｂ間に発生する）によつて分巻界磁
２２ｃが制御される動作についてはすでによく知
られているので省略する。
第２図に示す電動機２２の分巻界磁２２ｃを制
御するサイリスタブリツジ２４の三相交流電源を
第１図に示す三相交流電源U2，V2，W2より供給
する場合、サイリスタブリツジ２４は三相交流を
制御するためサイリスタ数も多く、またインバー
タ容量も大きくなり、三相電圧形インバータ１
３、交流フイルタ１４、出力変圧器１５も容量、
形状が大きくなる。
御するサイリスタブリツジ２４の三相交流電源を
第１図に示す三相交流電源U2，V2，W2より供給
する場合、サイリスタブリツジ２４は三相交流を
制御するためサイリスタ数も多く、またインバー
タ容量も大きくなり、三相電圧形インバータ１
３、交流フイルタ１４、出力変圧器１５も容量、
形状が大きくなる。
またサイリスタブリツジ２４が動作する場合、
サイリスタブリツジの転流作用のため三相交流電
源U2，V2，W2の三相交流波形が歪み、三相交流
電源U2，V2，W2に接続される他の三相交流負荷
の動作に悪影響を与えるという不具合を生ずる。
サイリスタブリツジの転流作用のため三相交流電
源U2，V2，W2の三相交流波形が歪み、三相交流
電源U2，V2，W2に接続される他の三相交流負荷
の動作に悪影響を与えるという不具合を生ずる。
本発明はこのような不具合を解消するためにな
されたものである。
されたものである。
第３図は本発明にかかるブースタ方式インバー
タによる三相交流電源装置と電動機の分巻界磁制
御用サイリスタブリツジを組合せた電気車制御装
置の一実施例を示す回路接続図である。
タによる三相交流電源装置と電動機の分巻界磁制
御用サイリスタブリツジを組合せた電気車制御装
置の一実施例を示す回路接続図である。
第３図において３０はブースタ変圧器、３１は
ブースタ変圧器３０の三次巻線、３２は電動機２
２の分巻界磁２２ｃを制御する単相のサイリスタ
ブリツジでその他の符号は第１図及び第２図と同
様である。
ブースタ変圧器３０の三次巻線、３２は電動機２
２の分巻界磁２２ｃを制御する単相のサイリスタ
ブリツジでその他の符号は第１図及び第２図と同
様である。
ブースタ変圧器３０の一次巻線１１に前記説明
のごとく単相電圧形インバータ７から発生した電
圧e1が入力されると、三次巻線３１には電圧e1と
同相で変圧された矩形波交流電圧e3が発生する。
のごとく単相電圧形インバータ７から発生した電
圧e1が入力されると、三次巻線３１には電圧e1と
同相で変圧された矩形波交流電圧e3が発生する。
交流電圧e3をサイリスタブリツジ３２に交流電
源として入力し、サイリスタブリツジ３２を構成
するサイリスタをすでに周知の方法で位相制御
し、可変電圧の直流出力（端子Ｃ−Ｄ間に発生す
る）によつて電動機２２の分巻界磁２２ｃを他励
制御する。
源として入力し、サイリスタブリツジ３２を構成
するサイリスタをすでに周知の方法で位相制御
し、可変電圧の直流出力（端子Ｃ−Ｄ間に発生す
る）によつて電動機２２の分巻界磁２２ｃを他励
制御する。
一方電流形インバータ５、単相電圧形インバー
タ７、三相電圧形インバータ１３、交換フイルタ
１４、出力変圧器１５は第１図の場合と同様に動
作する。
タ７、三相電圧形インバータ１３、交換フイルタ
１４、出力変圧器１５は第１図の場合と同様に動
作する。
第３図においては電動機２２の分巻界磁２２ｃ
を制御するサイリスタブリツジ３２は、出力変圧
器１５の出力側とは切離されており、コンデンサ
８及び９の容量が大きいことにもよりサイリスタ
ブリツジ３２の転流作用による三相交流電源U2，
V2，W2の負荷に対する悪影響はほとんどなくな
る。
を制御するサイリスタブリツジ３２は、出力変圧
器１５の出力側とは切離されており、コンデンサ
８及び９の容量が大きいことにもよりサイリスタ
ブリツジ３２の転流作用による三相交流電源U2，
V2，W2の負荷に対する悪影響はほとんどなくな
る。
また三相電圧形インバータ１３、交流フイルタ
１４、出力変圧器１５は、それぞれサイリスタブ
リツジ３２のための出力を必要としないため、第
１図の場合より容量を減らし小形にすることがで
きる。
１４、出力変圧器１５は、それぞれサイリスタブ
リツジ３２のための出力を必要としないため、第
１図の場合より容量を減らし小形にすることがで
きる。
さらにサイリスタブリツジ３２は、交流入力電
圧e3を分巻界磁２２ｃの制御に適応する電圧に選
び、単相ブリツジとして所要サイリスタ数を減ら
すことによつて小容量小形とすることができる。
圧e3を分巻界磁２２ｃの制御に適応する電圧に選
び、単相ブリツジとして所要サイリスタ数を減ら
すことによつて小容量小形とすることができる。
以上説明したように電流形インバータと単相電
圧形インバータとブースタ変圧器より成るDC−
DCコンバータの直流出力を入力とする定電圧三
相交流電源装置を提供するとともに、前記DC−
DCコンバータのブースタ変圧器に設けた三次巻
線の交流出力を入力とする電気車電動機の分巻界
磁制御用の低圧小形サイリスタブリツジを構成す
ることにより、補助回路用交流電源装置と電動機
の制御装置の総合的な機器容積の合理化と性能向
上を図ることができるので実用上の効果は大き
い。
圧形インバータとブースタ変圧器より成るDC−
DCコンバータの直流出力を入力とする定電圧三
相交流電源装置を提供するとともに、前記DC−
DCコンバータのブースタ変圧器に設けた三次巻
線の交流出力を入力とする電気車電動機の分巻界
磁制御用の低圧小形サイリスタブリツジを構成す
ることにより、補助回路用交流電源装置と電動機
の制御装置の総合的な機器容積の合理化と性能向
上を図ることができるので実用上の効果は大き
い。
第１図は直流式電気鉄道の電気車に使用されて
いるブースタ方式インバータによる三相交流電源
装置の一例を示す回路接続図、第２図は直流電気
車駆動用直流複巻電動機制御回路の一例を示す要
部接続図、第３図は本発明にかかるブースタ方式
インバータによる三相交流電源装置と直流複巻電
動機の分巻界磁制御用サイリスタブリツジを組合
わせた電気車制御装置の一実施例を示す回路接続
図である。 １……集電装置、２，２１……断流器、３……
フイルタリアクトル、４……フイルタコンデン
サ、５……他励式電流形インバータ、６……平滑
リアクトル、７……単相電圧形インバータ、８，
９……コンデンサ、１０，３０……ブースタ変圧
器、１１……一次巻線、１２……二次巻線、１３
……三相電圧形インバータ、１４……交流フイル
タ、１５……出力変圧器、２２……直流複巻電動
機、２２ａ……電機子、２２ｂ……直巻界磁、２
２ｃ……分巻界磁、２３……抵抗制御器、２４，
３２……サイリスタブリツジ、３１……三次巻
線。
いるブースタ方式インバータによる三相交流電源
装置の一例を示す回路接続図、第２図は直流電気
車駆動用直流複巻電動機制御回路の一例を示す要
部接続図、第３図は本発明にかかるブースタ方式
インバータによる三相交流電源装置と直流複巻電
動機の分巻界磁制御用サイリスタブリツジを組合
わせた電気車制御装置の一実施例を示す回路接続
図である。 １……集電装置、２，２１……断流器、３……
フイルタリアクトル、４……フイルタコンデン
サ、５……他励式電流形インバータ、６……平滑
リアクトル、７……単相電圧形インバータ、８，
９……コンデンサ、１０，３０……ブースタ変圧
器、１１……一次巻線、１２……二次巻線、１３
……三相電圧形インバータ、１４……交流フイル
タ、１５……出力変圧器、２２……直流複巻電動
機、２２ａ……電機子、２２ｂ……直巻界磁、２
２ｃ……分巻界磁、２３……抵抗制御器、２４，
３２……サイリスタブリツジ、３１……三次巻
線。
Claims (1)
- １ 平滑リアクトルと複数個の制御整流素子を備
えて成る他励式電流形インバータ、逆並列整流器
を有する複数個の制御整流素子及び直流端子間に
接続される平滑コンデンサを備えた電圧形インバ
ータ、前記他励式電流形インバータと電圧形イン
バータの直流端子間を直列に接続し、前記電圧形
インバータの交流端子は変圧器の一次巻線に接続
し、該変圧器の二次巻線は前記他励式電流形イン
バータの交流端子に接続し、かつ該変圧器に設け
た第３の巻線より得られる交流出力を制御整流素
子により直流に変換し電気車駆動用電動機の界磁
に加圧し制御することを特徴とする電気車制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58089136A JPS59216405A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 電気車制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58089136A JPS59216405A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 電気車制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59216405A JPS59216405A (ja) | 1984-12-06 |
| JPH0345603B2 true JPH0345603B2 (ja) | 1991-07-11 |
Family
ID=13962459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58089136A Granted JPS59216405A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 電気車制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59216405A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4827679B2 (ja) * | 2006-10-04 | 2011-11-30 | 川崎重工業株式会社 | 鉄道車両のバッテリ用充放電装置 |
-
1983
- 1983-05-23 JP JP58089136A patent/JPS59216405A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59216405A (ja) | 1984-12-06 |
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