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羅茨風(fēng)機(jī)選擇哪種啟動(dòng)接線方式好?星三角啟動(dòng)、軟啟動(dòng)、變頻器啟動(dòng)對(duì)比
一、桑塔納轎車鼓風(fēng)機(jī)電路介紹
桑塔納轎車空調(diào)系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)的工作跟很多車輛(千里馬、威馳等轎車)的鼓風(fēng)機(jī)工作情況不同,桑塔納轎車鼓風(fēng)機(jī)除了受點(diǎn)火開關(guān)和鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)共同控制外,還可以受空調(diào)開關(guān)(A/C開關(guān))和環(huán)境溫度開關(guān)的控制,兩條控制電路都有中間繼電器和空調(diào)繼電器參與。桑塔納轎車鼓風(fēng)機(jī)控制電路如圖1所示。
二、桑塔納轎車鼓風(fēng)機(jī)的控制原理
當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)處于ON位置時(shí),中間繼電器電磁線圈通電,中間繼電器觸點(diǎn)閉合,中央控制盒“X”線帶電。此時(shí)兩條控制電路分別為:
1.帶電的中央控制盒“X”線,通過熔斷器S14給空調(diào)繼電器“1”、“3”端子之間的電磁線圈供電(空調(diào)繼電器的兩個(gè)線圈共用“1”號(hào)端子),空調(diào)繼電器“6”、“8”端子之間的觸點(diǎn)閉合,此時(shí)鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)E9“+”電源端子通過閉合的觸點(diǎn)與電源正極相連。若將鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)置于1擋,電流通過鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)和調(diào)速電阻,流經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)使其低速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)分別置于2、3、4擋時(shí),因接入電路的調(diào)速電阻阻值大小不同而使鼓風(fēng)機(jī)得到不同的轉(zhuǎn)速。
2.在外界環(huán)境溫度高于10℃的條件下,位于新鮮空氣入口處的環(huán)境溫度開關(guān)F38處于閉合狀態(tài)。當(dāng)閉合空調(diào)開關(guān)E30時(shí),中央控制盒的“X”線,通過熔斷器S14、空調(diào)開關(guān)E30和閉合的環(huán)境溫度開關(guān)F38給空調(diào)繼電器的“1”、“2”端子之間的電磁線圈供電,空調(diào)繼電器“7”、“8”端子之間的觸點(diǎn)閉合,鼓風(fēng)機(jī)通過調(diào)速電阻和閉合的空調(diào)繼電器觸點(diǎn)與電源相連,鼓風(fēng)機(jī)工作。
三、桑塔納轎車鼓風(fēng)機(jī)的故障診斷
1.故障現(xiàn)象
閉合點(diǎn)火開關(guān),將鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)置于不同擋位時(shí),鼓風(fēng)機(jī)都不旋轉(zhuǎn)。
2.可能的故障原因
熔斷器燒毀;鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速電阻斷路;鼓風(fēng)機(jī)有故障;線路中有斷路處;鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)有故障;中間繼電器有故障;空調(diào)繼電器有故障。
3.故障診斷方法
?、贆z查熔斷器S14和S23是否燒毀,若熔斷器燒毀應(yīng)予以更換。
?、跈z查鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速電阻是否斷路,若調(diào)速電阻斷路應(yīng)予以更換。
?、蹤z查鼓風(fēng)機(jī)工作是否正常,將蓄電池電壓加在鼓風(fēng)機(jī)兩端,若鼓風(fēng)機(jī)不能正常旋轉(zhuǎn)應(yīng)予以檢修或者更換。
④檢查各開關(guān):點(diǎn)火開關(guān)閉合,檢查其“30”號(hào)端子與“X”端子是否導(dǎo)通,如果不能導(dǎo)通,應(yīng)更換點(diǎn)火開關(guān)。閉合鼓風(fēng)機(jī)開關(guān),檢查其“+”電源端子與“1”、“2”、“3”、“4”號(hào)端子之間是否導(dǎo)通,若存在不導(dǎo)通現(xiàn)象,應(yīng)更換鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)。
?、輽z查線路:在閉合點(diǎn)火開關(guān)的同時(shí)用手觸摸中間繼電器和空調(diào)繼電器,應(yīng)能感覺到繼電器觸點(diǎn)閉合時(shí)的振動(dòng),并能聽到繼電器觸點(diǎn)在吸合時(shí)的撞擊聲。
如果沒有感覺到中間繼電器的振動(dòng),應(yīng)進(jìn)行兩項(xiàng)檢查:一是檢查點(diǎn)火開關(guān)“X”端子與中間繼電器的“4”號(hào)端子之間的導(dǎo)線是否有斷路現(xiàn)象;二是檢查中間繼電器電磁線圈是否斷路。如果在閉合點(diǎn)火開關(guān)時(shí)能明顯感覺到中間繼電器觸點(diǎn)的振動(dòng),說明點(diǎn)火開關(guān)、中間繼電器線圈及其控制電路正常。
如果中間繼電器振動(dòng),空調(diào)繼電器沒有觸點(diǎn)吸合的聲音,應(yīng)檢查中央控制盒熔斷器S14的“1”號(hào)端子是否帶電,熔斷器S14的“2”號(hào)端子至空調(diào)繼電器的“3”號(hào)端子之間的導(dǎo)線是否斷路,空調(diào)繼電器“1”號(hào)端子與“3”號(hào)端子之間的電磁線圈是否斷路。如果空調(diào)繼電器觸點(diǎn)振動(dòng),說明點(diǎn)火開關(guān)、中間繼電器及其控制電路都正常,空調(diào)繼電器電磁線圈及其控制電路也正常。
檢查發(fā)電機(jī)“+B”接線柱至熔斷器S23“1”號(hào)端子之間的導(dǎo)線是否斷路,檢查熔斷器S23 “2”號(hào)端子至空調(diào)繼電器的“8”號(hào)端子之間的導(dǎo)線是否斷路,檢查空調(diào)繼電器“6”號(hào)端子至鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)的“+”端子之間的導(dǎo)線是否斷路,檢查鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)各擋位至調(diào)速電阻的導(dǎo)線是否斷路,檢查調(diào)速電阻至鼓風(fēng)機(jī)的導(dǎo)線是否斷路,檢查鼓風(fēng)機(jī)的搭鐵端子是否搭鐵良好。
⑥檢查中間繼電器和空調(diào)繼電器觸點(diǎn)閉合時(shí)接觸情況:閉合點(diǎn)火開關(guān),將刮水器開關(guān)轉(zhuǎn)到某一擋位,若電動(dòng)刮水器正常工作,說明中間繼電器觸點(diǎn)接觸良好,故障在空調(diào)繼電器;如果電動(dòng)刮水器不工作,說明中間繼電器觸點(diǎn)接觸不良,應(yīng)更換中間繼電器。
四、結(jié)束語(yǔ)
桑塔納轎車鼓風(fēng)機(jī)的故障,在熟悉桑塔納轎車鼓風(fēng)機(jī)兩條控制電路的基礎(chǔ)上,對(duì)于任何情況下鼓風(fēng)機(jī)的故障,都應(yīng)該能夠順利找到故障部位。對(duì)于桑塔納轎車鼓風(fēng)機(jī)來(lái)講,故障率較高的是熔斷器燒壞、調(diào)速電阻的斷路以及鼓風(fēng)機(jī)自身故障。還有一種常出現(xiàn)的故障是插接器接觸不良,有時(shí)在檢查故障時(shí),若出現(xiàn)所有電器部件及所有導(dǎo)線都正常,但系統(tǒng)仍不能正常工作,這時(shí)就應(yīng)該檢查插接器是否接觸良好。此外在診斷鼓風(fēng)機(jī)故障的過程中,只要對(duì)照電路圖分析其控制過程,制定出合理的診斷程序,就能順利地找到故障部位并排除。
本發(fā)明涉及汽車空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種PWM控制車用空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速模塊優(yōu)化技術(shù)。
背景技術(shù):
目前,在已知技術(shù)中,與發(fā)明技術(shù)效果相近似的技術(shù)材料有:CN.1、CN.5;前者主要描述的是如何解決車用空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速模塊的散熱性能不好,并針對(duì)該問題提出的解決方案,后者描述的是針對(duì)調(diào)速模塊本體的技術(shù)描述;兩者都在控制層面缺少專利技術(shù),影響客戶駕乘體驗(yàn)。
整車開發(fā)技術(shù)要求越來(lái)越高,尤其是影響客戶駕乘體驗(yàn)的空調(diào)和NVH領(lǐng)域,噪音和可靠性要求不斷提高,指導(dǎo)開發(fā)設(shè)計(jì)要求的標(biāo)準(zhǔn)也在大幅提升。伴隨銷售車型配置逐漸提升,采用調(diào)速模塊控制的車用空調(diào)成為通用設(shè)計(jì),如何針對(duì)VLCL和PWM控制的調(diào)速模塊應(yīng)用就是產(chǎn)品開發(fā)部門需要掌握的技術(shù)。特別是針對(duì)應(yīng)用PWM控制的調(diào)速模塊控制失效產(chǎn)生整車和系統(tǒng)異響問題分析驗(yàn)證提出的優(yōu)化設(shè)計(jì),然而目前并沒有很好的解決開發(fā)過程中針對(duì)應(yīng)用PWM控制的調(diào)速模塊控制失效產(chǎn)生整車和系統(tǒng)異響問題分析驗(yàn)證提出的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
目前,空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)控制原理是空調(diào)控制面板通過AD轉(zhuǎn)換將整車蓄電池12V電源調(diào)節(jié)為2V-3V PWM電壓信號(hào)輸出至調(diào)速模塊柵極(G極),調(diào)速模塊通過集電極(D極)放大將0V~12V的電壓輸出至鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)負(fù)端,實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)不同電壓即檔位的控制,其中鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)正極接整車30電(常電)。通常AD轉(zhuǎn)換之后的方波電壓存在幾百毫伏的波動(dòng),波動(dòng)電壓輸出至調(diào)速模塊后會(huì)被放大輸出,導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)負(fù)端電壓不穩(wěn)定,該特性對(duì)感性負(fù)載影響偏大,會(huì)導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的波動(dòng),引起扇葉氣流變化,該變化會(huì)導(dǎo)致氣流在空調(diào)風(fēng)道內(nèi)氣壓不停升高或降低引起共振現(xiàn)象產(chǎn)生異響。如果采用VLCL控制的調(diào)速模塊即不存在該問題,因?yàn)閂LCL控制調(diào)速模塊自帶控制模塊,可以穩(wěn)定輸出電壓,但是成本偏高,在開發(fā)成本低的緊湊級(jí)別車型上應(yīng)用偏少。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)一種在實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)控制的同時(shí)可以避免控制延遲和鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)振動(dòng)異響問題的車用空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)控制電路。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:汽車空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)控制電路,汽車空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)有用于控制空調(diào)的MCU,所述MCU的開關(guān)信號(hào)輸出端口連接繼電器輸入端,空調(diào)的鼓風(fēng)機(jī)電源正極經(jīng)繼電器輸出端連接電源,所述MCU的調(diào)速控制端經(jīng)二級(jí)濾波電路和控制調(diào)速模塊連接鼓風(fēng)機(jī)的電源負(fù)極。
所述控制調(diào)速模塊為MOS管。
所述二級(jí)濾波電路的輸出端連接MOS管G端,所述MOS管S端接地,所述MOS管D端連接鼓風(fēng)機(jī)的電源負(fù)極。
所述二級(jí)濾波電路為RC濾波電路。
所述MCU的調(diào)速控制端輸出2V-3V之間的方波信號(hào),所述控制調(diào)速模塊輸出0V-12V的調(diào)速電壓。
電阻R2與電容C1并聯(lián)后與電容C2串聯(lián),所構(gòu)成的電路再與電阻R3并聯(lián)后連接鼓風(fēng)機(jī)的電源負(fù)極,所述MCU的調(diào)速控制端經(jīng)電阻R1連接電阻R2、電阻R3和電容C1。
所述R1=2.2KΩ、R2=100KΩ、R3=100KΩ、C1=1nf、C2=1uf。
本發(fā)明可以很好的解決傳統(tǒng)不帶控制模塊的PWM控制調(diào)整模塊因放大電壓波動(dòng)導(dǎo)致的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音,滿足整車NVH性能要求。特點(diǎn)是在解決問題的同時(shí)不用更換主要總成部件,避免設(shè)計(jì)變更導(dǎo)致成本周期的巨大變化。
附圖說明
下面對(duì)本發(fā)明說明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容作簡(jiǎn)要說明:
圖1為空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)控制原理圖;
圖2為旋鈕裝配剖視圖(二級(jí)濾波電路示意圖)。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明是將PWM控制調(diào)速模塊的濾波電路前置,電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)在空調(diào)控制面板部件內(nèi),并通過驗(yàn)證控制二級(jí)濾波輸出電壓波動(dòng)在10毫伏范圍內(nèi),測(cè)試鼓風(fēng)機(jī)反饋波動(dòng)在300毫伏能夠達(dá)到明顯降低噪音的效果,且能夠控制調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)相應(yīng)延遲的問題;因?yàn)V波電容過大會(huì)導(dǎo)致開啟和調(diào)節(jié)控制電壓輸出滯后,控制延遲,空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)不及時(shí)的新問題出現(xiàn)。
如圖1所示,汽車空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)控制電路主要原理是MOS管的工作原理,實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)功能是需要控制調(diào)速模塊MOS管在飽和區(qū)工作,實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)調(diào)速功能需要控制調(diào)速模塊MOS管工作在放大區(qū)域,一般MCU控制contro l信號(hào)為2V~3V之間的方波輸出至調(diào)速模塊的G極,實(shí)現(xiàn)調(diào)速模塊D極0V~12V的輸出達(dá)到鼓風(fēng)機(jī)端電壓不同實(shí)現(xiàn)風(fēng)量控制功能;在此原理中很容易疏忽MCU對(duì)contro l信號(hào)的濾波處理,或者無(wú)法有效實(shí)現(xiàn)濾波處理,本發(fā)明說明的是該原理配合圖2描述的二級(jí)濾波電路可以完成空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)速、響應(yīng)時(shí)間、NVH方面的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
如圖2所示,MCU對(duì)調(diào)速模塊G端信號(hào)的有效二級(jí)濾波電路圖,其中R1=2.2KΩ、R2=100KΩ、R3=100KΩ、C1=1nf、C2=1uf;此原理RC濾波電路中如果再將二級(jí)濾波電容增大至4.7uf會(huì)導(dǎo)致控制延遲超過500毫秒,出現(xiàn)控制響應(yīng)滯后問題引起用戶抱怨,如果將二級(jí)濾波電動(dòng)減小至0.1uf會(huì)導(dǎo)致控制信號(hào)濾波無(wú)效,輸出300mV左右的文波信號(hào),經(jīng)調(diào)速模塊放大在鼓風(fēng)機(jī)負(fù)端的波紋電壓波動(dòng)會(huì)增大至2V~3V范圍,導(dǎo)致感性負(fù)載鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)具有明顯共振并產(chǎn)生異響同樣導(dǎo)致用戶抱怨問題。
結(jié)合圖1、2在空調(diào)控制面板MCU的contro l信號(hào)和PWM控制調(diào)速模塊G之間設(shè)計(jì)二級(jí)濾波電路并按照文件描述參數(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)原理,在實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)控制的同時(shí)可以避免控制延遲和鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)振動(dòng)異響問題出現(xiàn)。。
上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述,顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制,只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn),或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的,均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
原標(biāo)題:空調(diào)室內(nèi)風(fēng)機(jī)電路控制原理
1風(fēng)機(jī)電路概述
小分體機(jī)室內(nèi)風(fēng)機(jī)目前用的是 PG 調(diào)速塑封電機(jī),為單向異步電容運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)。為了滿足空調(diào)正常的運(yùn)轉(zhuǎn),達(dá)到制冷、制熱能力的平衡,所以必須保證室內(nèi)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速滿足系統(tǒng)的要求,并保持轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。
為達(dá)到以上目的,可采用可控硅調(diào)壓調(diào)速的方法來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
為了保證所調(diào)電壓滿足轉(zhuǎn)速要求,則必須檢出 電源的零點(diǎn)和測(cè)出 風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
故在實(shí)際電路中:
1、使用了過零檢測(cè)電路來(lái)檢出電源的零點(diǎn);
2、使用風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)速;
再通過調(diào)節(jié)可控硅導(dǎo)通角來(lái)使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到系統(tǒng)要求。
2過零檢測(cè)電路
過零檢測(cè)電路的作用就是為了風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)脈沖提供一個(gè)開始的信號(hào)。
1、過零檢測(cè)工作原理簡(jiǎn)介
電網(wǎng)交流電源經(jīng)變壓器降壓后,先經(jīng)過整流,在 DC 這個(gè)形成脈動(dòng)直流波形,DC 點(diǎn)波形如下圖:
當(dāng) C 點(diǎn)電壓大于 0.7V 時(shí),三極管導(dǎo)通,在三極管集電極形成低電平;
當(dāng)電壓再次降到低于 0.7V時(shí),三極管截止,三極管集電極通過上拉電阻,形成高電平。
這樣通過三極管的反復(fù)導(dǎo)通、截止,在芯片的過零引腳上就會(huì)形成 100Hz 脈沖波形,芯片通過判斷,檢測(cè)電壓的零點(diǎn)。
3風(fēng)速檢測(cè)電路
PG 電機(jī)的內(nèi)部?jī)?nèi)置了一個(gè)或者多個(gè) 位置傳感器(PG 電機(jī)的型號(hào)不一樣,它內(nèi)置了位置傳感器個(gè)數(shù)也不一樣我們這里以 3 個(gè)為例介紹);
當(dāng) PG 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí),電機(jī)的反饋端就會(huì)輸出三個(gè)脈沖,MCU就通過一定時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到的脈沖數(shù)量來(lái)計(jì)算出電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速,再用這個(gè)轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速來(lái)比較,就可以決定下次驅(qū)動(dòng)脈沖高電平開始的時(shí)間,使轉(zhuǎn)速逐漸接近目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
電路圖如:
+5V 電源提供給電機(jī)內(nèi)置風(fēng)速檢測(cè)電路使用,風(fēng)機(jī)內(nèi)置風(fēng)速檢測(cè)電路輸出波形通過 R33 這個(gè)限流電阻后,通過 C33、C23 這個(gè) 2 個(gè)瓷片電容濾波,芯片通過對(duì) 輸入脈沖方波頻率的檢測(cè),來(lái)判斷風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
1、轉(zhuǎn)速低于目標(biāo)轉(zhuǎn)速,則加大可控硅導(dǎo)通角,提高風(fēng)機(jī)電壓的有效值,使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大;
2、轉(zhuǎn)速高于目標(biāo)轉(zhuǎn)速,則減小可控硅導(dǎo)通角,降低風(fēng)機(jī)電壓的有效值,使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變低。
4風(fēng)速檢測(cè)電路
1、電路作用:
控制室內(nèi)風(fēng)機(jī)風(fēng)速,實(shí)現(xiàn)風(fēng)速檔調(diào)節(jié);
2、故障現(xiàn)象:
風(fēng)速不受控制或者風(fēng)機(jī)不轉(zhuǎn)
3、元器件名稱:
?。?)、 濾波穩(wěn)壓電路:
電阻R101,限流分壓作用;二極管V108,整流作用;極性電容C106,濾波作用;V109穩(wěn)壓二極管起穩(wěn)壓作用。
?。?)、觸發(fā)電路:
電阻R105、R104、R109起限流分壓作用;光電耦合器E101起信號(hào)傳遞作用。
?。?)、主電路:
雙向晶閘關(guān)V110,控制開關(guān)作用;電機(jī)M,帶動(dòng)室內(nèi)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn);電阻R102與電容C105,構(gòu)成阻容保護(hù)電路,保護(hù)雙向晶閘管又稱雙向可控硅,V110不受損壞;電容C104,風(fēng)機(jī)分相啟動(dòng);電感L101,濾波作用。
4、控制原理分析:
?。?)、220V工頻電壓經(jīng)過半波整流、濾波及穩(wěn)壓之后,得到12V 直流,供觸發(fā)電路用
?。?)、單片機(jī)將過零信號(hào)發(fā)送至光電耦合器中,通過光耦合,在18點(diǎn)產(chǎn)生過零觸發(fā)信號(hào)供給雙向晶閘管,使之受控導(dǎo)通。
?。?)、一旦雙向晶閘管導(dǎo)通,則220V工頻電源通過電機(jī),電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)風(fēng)扇吹風(fēng)。
(4)、單片機(jī)根據(jù)遙控指令發(fā)出占空比不同的脈沖信號(hào),就可以控制雙向晶閘管導(dǎo)通與關(guān)閉的時(shí)間比例不同,因而通過電機(jī)的電壓有效值也不同,從而得到高、中、弱、微四種風(fēng)速。
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