DE19626447A1 - Vektormodulationsverfahren für die Umsetzung von "Off-Line"-optimierten Pulsmustern in einer hochdynamischen Stromregelung - Google Patents

Vektormodulationsverfahren für die Umsetzung von "Off-Line"-optimierten Pulsmustern in einer hochdynamischen Stromregelung

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Description

In der Antriebstechnik werden häufig Pulsstromrichter mit Gleichspannungs-Zwischen­ kreis (U-Pulsstromrichter) als Antriebsstromrichter eingesetzt (Bild 1a). Weiterhin werden Netzstromrichter als U-Pulsstromrichter konzipiert, wenn eine netzfreundliche und hochdynamische Speisung eines Gleichspannungs-Zwischenkreises benötigt wird (Bild 1b). Insbesondere für Netzkupplungen, die eine frequenzelastische Kopplung von Netzen mit unterschiedlichen Frequenzen herstellen, werden teilweise netz­ freundliche U-Pulsstromrichter eingesetzt. Bild 2a zeigt den Leistungsteil eines derartigen Netzkupplungs-Umrichters in 3-Level-Technik für eine Leistung von 12 MW, der das 50Hz-Drehstrom-Landesnetz mit dem 16 2/3Hz-Wechselstrom-Bahnnetz koppelt. Die 3-Level-Vierquadrantensteller (Aufbau siehe Bild 2b) sind zur galvani­ schen Entkopplung über offene Wicklungen an die Transformatoren angeschlossen. Der drehstromseitige Teilumrichter der Netzkupplung könnte ebenso zur Speisung eines Drehstrommotors mit offenen Ständerwicklungen eingesetzt werden.
Die Pulsfrequenz, mit der die Leistungshalbleiter des U-Pulsstromrichters betrieben werden können, ist bedingt durch die Schaltverluste begrenzt und beträgt vor allem bei U-Pulsstromrichtern großer Leistung (< 1 MW) nur wenige hundert Hertz. Auch bei U-Pulsstromrichtern kleinerer Leistung kann es sinnvoll sein, die maximal zulässige Pulsfrequenz der Leistungshalbleiter bewußt nicht auszuschöpfen, sondern den U-Pulsstromrichter mit einer weit geringeren Pulsfrequenz zu betreiben, um Umrich­ terverluste zu reduzieren und auf eine aufwendige Kühlung verzichten zu können.
Beträgt die Pulsfrequenz des U-Pulsstromrichters weniger als das 10-fache der Frequenz der zu modulierenden Spannung, so können je nach Art der Pulsung be­ trächtliche Oberschwingungen in den Strangströmen iR, iS, iT entstehen, die erhöhte Verluste im Leistungsteil bzw. Pendelmomente im gespeisten Drehstrommotor hervor­ rufen oder durch die die im Netz maximal zulässigen Oberschwingungsgrenzwerte überschritten werden. Bei der Ansteuerung des U-Pulsstromrichters über einen Pulsmustergenerator ist es jedoch möglich, die entstehenden Oberschwingungen durch geeignete Wahl des Pulsmusters zu beeinflussen. Wird das Pulsmuster mit der Grundschwingung der zu modulierenden Spannung synchronisiert, so kann für den stationären Betrieb eine gezielte Reduzierung bzw. Unterdrückung unerwünschter Oberschwingungen durch Optimierung der in einer Periode befindlichen Schaltwinkel vorgenommen werden. Eine derartige Optimierung der Schaltwinkel ist u. a. in [1, 2, 3] beschrieben. Die Zahl der pro Periode für die Optimierung zur Verfügung stehenden Schaltwinkel ist festgelegt durch die Pulsfrequenz und die aktuelle Frequenz der zu modulierenden Spannung. Mit Hilfe des Optimierungsverfahrens werden die Schalt­ winkel einer Periode so bestimmt, daß mit dem Pulsmuster zum einen eine vor­ gegebene Grundschwingungsamplitude eingestellt wird und zum anderen uner­ wünschte Oberschwingungen unterdrückt werden. Für die vorgegebene Zahl von Schaltwinkeln pro Periode liefert die Optimierung somit als Ergebnis eine Tabelle von optimalen Schaltwinkeln in Abhängigkeit von der Grundschwingungsamplitude.
Beim Einsatz der für den stationären Betrieb optimierten Pulsmuster in einer zeitdis­ kreten feldorientierten Regelung eines Netz- oder Antriebsstromrichters treten folgen­ de Probleme auf:
  • 1. Es sind nur Winkeltabellen in Abhängigkeit von der einzustellenden Grund­ schwingungsamplitude gegeben, die im stationären Betrieb zu verwenden sind. Für dynamische Regelvorgänge existiert keine Vorschrift zur Bildung des Pulsmusters. In der Regel kann kein Vektormodulationsverfahren gefunden werden, das einerseits beliebig vorgegebene Spannungszeiger über ein Abtast­ intervall exakt moduliert und andererseits im stationären Betrieb ausschließlich exakt die optimierten Schaltwinkel verwendet.
  • 2. Zu dem optimierten Pulsmuster existieren meist keine geeigneten pulsmuster­ synchronen äquidistanten Abtastzeitpunkte, zu denen der Grundschwingungs­ anteil der Strangströme iR, iS, iT frei vom Stromrippel abgetastet werden kann, da der Stromrippel zu diesen Zeitpunkten gerade nicht in Erscheinung tritt.
Eine übliche Realisierung der für den stationären Betrieb optimierten Pulsmuster in einer feldorientierten Regelung ist in Bild 3 skizziert [4]. Zur Vereinfachung wurde nur die unterlagerte Stromregelung dargestellt. Die Strangströme iR(k), iS(k) werden zu zeitdiskreten Abtastzeitpunkten synchron mit dem Pulsmuster abgetastet, in die orthogonalen Komponenten (α, β) transformiert und der Stromregelung zugeführt. Ta(k) ist die Länge des Abtastintervalls, in der der zeitdiskrete Regelungsalgorithmus abgearbeitet wird. Von einer überlagerten Regelung (Zwischenkreisspannungs-Rege­ lung bei einem Netzpulsstromrichter, Drehmoment-Regelung und Fluß-Aussteuerungs- Regelung bei einem Antriebsstromrichter) werden die Stromsollwerte i*( α , β ) (k) ermittelt. Stellgröße des Stromreglers sind die Sollamplitude u*a (k+1) und die Soll-Winkelge­ schwindigkeit ωu(k+1) der durch das Pulsmuster modulierten Spannung des nächsten Abtastintervalls. Abweichungen der abgetasteten Strangströmen iR, iS vom Grund­ schwingungsanteil durch den Einfluß des Stromrippels werden nicht korrigiert und regen die Stromregelung unnötig zu Ausregelvorgängen an. Der Stromregler kann den Winkel des Sollspannungszeigers u(k) nur indirekt über die Winkelgeschwindig­ keit einstellen, eine direkte dynamische Beeinflussung ist bei diesem Verfahren nicht vorgesehen. Hierdurch können die bei dynamischen Regelvorgängen auftretenden Winkelsprünge des Sollspannungszeigers u(k) nicht ohne Verzögerung umgesetzt werden, womit die erreichbare Dynamik herabgesetzt ist.
Aufgabe der Erfindung ist die exakte Realisierung beliebiger optimierter Pulsmuster in einer hoch dynamischen, zeitdiskreten Vektorregelung ohne Beeinträchtigung der Regeldynamik. In Bild 4 sind die erfindungsrelevanten Teile der Vektorregelung skizziert. Die Strangströme werden zu zeitdiskreten Zeitpunkten synchron mit dem Pulsmuster abgetastet und in die orthogonalen Komponenten (α, β) transformiert. Wie bereits erläutert, enthalten die abgetasteten Strangströme bei der Verwendung optimierter Pulsmuster unweigerlich Anteile des Stromrippels, die nicht von der Regelung beeinflußt werden können und die Regelung somit nur stören. Um dies zu vermeiden, werden die Anteile des Stromrippels Δi2( α , β ), die vom verwendeten opti­ mierten Pulsmuster abhängen, von den abgetasteten Strömen i2( α , β ) subtrahiert. Der so korrigierte Strom wird der Stromregelung zugeführt. Von einer überlagerten Rege­ lung (Zwischenkreisspannungs-Regelung bei einem Netzpulsstromrichter, Drehmo­ ment-Regelung und Fluß-Aussteuerungs-Regelung bei einem Antriebsstromrichter) werden die Stromsollwerte ermittelt. Stellgröße des Stromreglers ist im Gegensatz zu Bild 3 ein Sollspannungszeiger u( α , β )*, der bei dynamischen Regelvorgängen große Winkel- und Amplitudenänderungen aufweisen kann. Grundvoraussetzung für eine hochdynamische Stromregelung ist eine möglichst exakte Umsetzung des Sollspan­ nungszeigers u( α , β )* durch ein geeignetes Pulsmuster. Gleichzeitig müssen im station­ ären Betrieb die vom Optimierungsverfahren vorgegebenen stationär optimierten Schaltwinkel eingehalten werden. Diese Aufgaben werden von der Erfindung in folgender Weise gelöst:
Es wird zunächst die pulsmustersynchrone Abtastung der Strangströme für das verwendete optimierte Pulsmuster festgelegt, womit auch die Abtastintervalle der zeitdiskreten Vektorregelung bestimmt sind. Hierzu werden die Strangspannungen an den Klemmen des Drehstrommotors, der Netzdrossel bzw. des Drehstromtrans­ formators über einer Periode betrachtet, wie sie vom U-Pulsstromrichter entsprechend dem vorgegebenen optimierten Pulsmuster eingeprägt werden. Bild 5 zeigt beispielhaft die Strangspannungen des drehstromseitigen Teilumrichters des Netzkupplungs- Umrichters (Bild 2a) für eine vorgegebene Aussteuerung. Entsprechend der Schalt­ winkel des optimierten Pulsmusters wechseln die Strangspannungen zwischen fünf Spannungsniveaus, da jede Strangspannung von einem 3-Level-Vierquadrantensteller erzeugt wird (Bild 2). Die Periode der drei Strangspannungen wird nun derart in n äquidistante Abschnitte unterteilt, daß das zugehörige Pulsmuster unabhängig von der aktuellen Grundschwingungsamplitude in jedem Abschnitt mindestens in zwei Strän­ gen jeweils mindestens einen Schaltwinkel aufweist. Für das Pulsmuster des dreh­ stromseitigen Teilumrichters ist diese Bedingung erfüllt, wenn die in Bild 5 skizzierten 30°-Abschnitte gewählt werden. Diese Abschnitte sind im folgenden die Abtastinter­ valle der zeitdiskreten Regelung.
Für die Vektorregelung ist der mittlere Spannungszeiger von Bedeutung, der durch das optimierte Pulsmuster in einem Abtastintervall moduliert wird. Der mittlere Spannungszeiger usyn( α , β ),i eines Abtastintervalls der durch das Pulsmuster modulierten Grundschwingung berechnet sich zu
wobei usyn(a) die Grundschwingungsamplitude des Pulsmusters ist und die Winkel αi das pulsmustersynchrone Abtastintervall festlegen (siehe auch Bild 5). Bei der Be­ rechnung des mittleren Spannungszeiger usyn( α , β ),i wird bewußt nur die modulierte Grundschwingung und nicht der tatsächliche pulsmusterabhängige Verlauf des Spannungszeigers berücksichtigt, da die Vektorregelung nur diesen modulierten Grundschwingungsanteil vorgibt. Der vernachlässigte pulsmusterabhängige Anteil ist durch die Vektorregelung nicht beeinflußbar.
Für die Umsetzung des von der Stromregelung vorgegebenen Sollspannungszeigers u( α , β )* (Bild 4) wird dieser Sollspannungszeiger von einem Synchronisationsregler auf die Spannungszeiger usyn( α , β ),i durch Variation der Abtastzeit TA synchronisiert. Ent­ sprechend der Amplitude des Sollspannungszeigers u( α , β) werden die zugehörigen optimierten Schaltwinkel aus der Winkeltabelle entnommen. Im stationären Betrieb ist der Sollspannungszeiger u( α , β ) identisch mit dem mittleren Spannungszeiger usyn( α , b ),i der durch das optimierte Pulsmuster modulierten Grundschwingung. Bei dynamischen Vorgängen werden jedoch deutliche Abweichungen zwischen u( α , b ) und usyn( α , β ),i auf­ treten, die ebenfalls exakt durch das Pulsmuster moduliert werden müssen, damit eine hohe Regeldynamik erreicht werden kann. Hierzu wird der Differenzspannungs­ zeiger Δu( α , β ) der dynamischen Pulsmusterkorrektur zugeführt. Da das optimierte Pulsmuster in jedem Abtastintervall Schaltwinkel in mindestens zwei von drei Strän­ gen vorgibt, kann die dynamische Pulsmusterkorrektur durch Verschiebung dieser Schaltwinkel den Differenzspannungszeiger Δu( a , β ) exakt umsetzen. Treten mehrere Schaltwinkel in einem Strang auf, so werden entsprechend dem Differenzspannungs­ zeiger Δu( α , β ) alle Schaltwinkel dieses Stranges gleichmäßig verschoben. Liegen die Schaltwinkel des optimierten Pulsmusters ungünstig und müssen große Differenz­ spannungszeiger Δu( a , β ) realisiert werden, so kann es notwendig sein, hierfür zusätzli­ che Schaltwinkel vorzusehen.
Bei der Berechnung des mittleren Spannungszeigers usyn( α , β ),i nach (Gl. 1) wurde nur die durch das optimierte Pulsmuster modulierte Grundschwingung berücksichtigt. Für die Berechnung des durch den Stromrippel verursachten Stromfehlers Δi2 ( α , β bei der Abtastung der Strangströme wird nun der tatsächliche pulsmusterabhängige mittlere Spannungszeiger u( α , β ),i des jeweiligen i-ten Abtastintervalls benötigt. Hierzu wird der durch das optimierte Pulsmuster festgelegte Spannungszeiger u( a , β ) über das jeweilige Abtastintervall integriert:
Hiermit wird der mittlere Differenzspannungszeiger Δuopt( α , β ),i gebildet:
Δuopt( α , β ),i = uopt( α , β ),i - usyn( α , β ),i, (3)
der zur Berechnung des Stromfehlers Δi2( A , β ) verwendet werden kann. Werden die ohmschen Anteile nicht berücksichtigt, so errechnet sich Δi2( α , β ) mit Hilfe der Streuin­ duktivität Lσ und der aktuellen Abtastzeit TA(k) zu:
Das beschriebene Verfahren vereint die Vorzüge der Vektormolation mit denen der Pulsmusteroptimierung für den stationären Betrieb. So kann eine rechnergestützte Pulsmusteroptimierung zur Minimierung der Netzoberschwingungen entsprechend vor­ gegebener zulässiger Oberschwingungsspektren durchgeführt werden und das Ergebnis problemlos in den Pulsmustergenerator in Form von Winkeltabellen einge­ speist werden. Die dynamische Pulsmusterkorrektur arbeitet unabhängig von der Art der optimierten Pulsmuster und sorgt für die exakte Realisierung des Sollspannungs­ zeigers.
Literatur
[1] Tenti, P.: A Quasi Analytical Procedure for Determining the Optimum Commu­ tation Angles of PWM Converters. Archiv für Elektrotechnik 62 (1980), 343-350
[2] Patel, S.; Hoft, R. G.: Generalized Techniques of Harmonic Elimination and Voltage Gontrol in Thyristor Inverters: Part I-Harmonic Elimination. IEEE Trans. Ind. Appl.,vol IA-9, No. 3, May/June 1973 310-317
[3] Patel, S.; Hoft, R. G.: Generalized Techniques of Harmonic Elimibation and Voltage Control in Thyristor Inverters: Part II-Voltage Control Techniques. IEEE Trans. Ind. Appl., vol IA-10, No. 5, Sep/Oct 1974 666-673
[4] Pollmann, A.; Gabriel, R.: Zündsteuerung eines Pulswechselrichters mit Mikro­ rechner. Regelungstechnische Praxis 22. Jahrgang 1980 Heft 5, 145-150.

Claims (5)

1. Verfahren zur Integration beliebiger für den stationären Betrieb optimierter Puls­ muster, nach welchen ein U-Pulsstromrichter, der als Netzpulsstromrichter bzw. Motorstromrichter eingesetzt wird, Spannungen an den Klemmen einer Netzdrossel, eines Drehstromtransformators oder eines Drehstrommotors einprägt, in eine hoch­ dynamische zeitdiskrete Vektorregelung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundschwingungsperiode des optimierten Pulsmusters der drei Stränge, wel­ ches in Form von Tabellen der Schaltwinkel für verschiedene Grundschwingungs­ amplituden vorliegt, derart in n äquidistante Abschnitte der Grundschwingungsperiode unterteilt wird, daß unabhängig von der Grundschwingungsamplitude in jedem Ab­ schnitt mindestens in zwei Strängen jeweils mindestens ein Schaltwinkel liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pulsmustersynchrone Abtastung der Strangströme für die Vektorregelung jeweils zu Beginn der äquidistanten Abschnitte der Grundschwingungsperiode des optimierten Pulsmusters erfolgt und die äquidistanten Abschnitte somit die Abtastintervalle der Vektorregelung festlegen.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Abtastintervallen die mittleren Spannungszeiger usyn( α , β ),i der durch das Puls­ muster modulierten Grundschwingung nach berechnet werden, wobei usyn(a) die Grundschwingungsamplitude des Pulsmusters ist und die Winkel phii das pulsmustersynchrone Abtastintervall festlegen
und daß ein Synchronisationsregler den von der Stromregelung vorgegebenen Sollspannungszeiger uα , β ) auf die mittleren Spannungszeiger usyn( α , β ),i durch Variation der Abtastzeit TA synchronisiert.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Betrag des Sollspannungszeigers u( α , β )* mit Hilfe einer Glättung und Hystere­ se die Grundschwingungsamplitude bestimmt wird und zu dieser Grundschwingungs­ amplitude die optimierten Schaltwinkel für das aktuelle Abtastintervall einer Tabelle entnommen werden,
daß die so ermittelten Schaltwinkel der dynamischen Pulsmusterkorrektur zugeführt werden,
daß von dem Sollspannungszeiger u( α , β )* der Stromregelung der aktuelle mittlere Spannungszeiger usyn( a , β ),i subtrahiert wird, der so berechnete Differenzspannungs­ zeiger Δuα , β ) mit Hilfe einer dynamischen Pulsmusterkorrektur durch Verschiebung der im Abtastintervall vorhandenen Schaltwinkel exakt berücksichtigt wird und die modifi­ zierten Schaltwinkel im folgenden Abtastintervall ausgegeben werden,
daß bei mehreren Schaltwinkeln in einem Strang entsprechend dem Differenzspan­ nungszeiger Δuα , β ) alle Schaltwinkel dieses Stranges gleichmäßig verschoben werden
und daß in Ausnahmefällen zusätzliche Schaltwinkel vorgesehen werden, wenn die Schaltwinkel des optimierten Pulsmusters ungünstig liegen und große Differenzspan­ nungszeiger Δu( α , β ) realisiert werden müssen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der tatsächliche pulsmusterabhängige mittlere Spannungszeiger u( α , b ),i des jeweiligen i-ten Abtastintervalls nach berechnet wird,
daß der mittlere Differenzspannungszeiger Δuopt( α , β ),i nachΔuopt( α , β ),i = uopt( a , β ),i - usyn( α , β ),igebildet wird,
daß der Abtaststromfehler Δi2( α , β ) unter Vernachlässigung der ohmschen Anteile mit Hilfe der Streuinduktivität Lσ und der aktuellen Abtastzeit TA(k) nach berechnet wird
und daß dieser Abtaststromfehler Δi2( α , β ) zur Korrektur von den abgetasteten Strang­ strömen subtrahiert wird, bevor die so korrigierten Ströme der Stromregler zugeführt werden.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001047095A3 (en) * 1999-12-21 2001-12-13 Internat Power Systems Inc Step wave power converter
US6738692B2 (en) 2001-06-25 2004-05-18 Sustainable Energy Technologies Modular, integrated power conversion and energy management system
US7808125B1 (en) 2006-07-31 2010-10-05 Sustainable Energy Technologies Scheme for operation of step wave power converter
US8031495B2 (en) 2007-06-04 2011-10-04 Sustainable Energy Technologies Prediction scheme for step wave power converter and inductive inverter topology
DE102018205514A1 (de) 2018-04-12 2019-10-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Regelungsvorrichtung zur Stromregelung einer Drehfeldmaschine eines Kraftfahrzeugs, Verfahren zur Stromregelung, Antriebseinheit sowie Kraftfahrzeug

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4431397C1 (de) * 1994-08-25 1996-02-08 Licentia Gmbh Verfahren zur Erfassung von Ausgangsstrom und -spannung eines zeitdiskret in Steuerungsintervallen gesteuerten Pulswechselrichters

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4431397C1 (de) * 1994-08-25 1996-02-08 Licentia Gmbh Verfahren zur Erfassung von Ausgangsstrom und -spannung eines zeitdiskret in Steuerungsintervallen gesteuerten Pulswechselrichters

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Patel, S., Hoft, R.G.: Generalized Techniques of Harmonic Elimination and Voltage Control in Thyristor Inverters: Part I-Harmonic Elimination, IEEE Trans. Ind. Appl. vol IA-9, No. 3, May/June 1973 310-317 *
Patel, S., Hoft, R.G.: Generalized Techniques of Harmonic Elimination and Voltage Control in Thyristor Inverters: Part II-Voltage Control Techniques, IEEE Trans, Ind. Appl., vol IA-10, No. 5, Sep/Oct 1974 666-673 *
Pollmann, A. Gabriel, R.: Zündsteuerung eines Pulswechselrichters mit Mikrorechner, Regelungs- technische Praxis 22. Jg. 1980 Heft 5, 145-150 *
Tenti, P.: A Quasi Analytical Procedure for Determining the Optimum Commutation Angles of PWM Converters, Archiv für Elektrotechnik 62 (1980), 343-350 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6608404B2 (en) 1998-12-22 2003-08-19 International Power Systems, Inc. Step wave power converter
US6979916B2 (en) 1998-12-22 2005-12-27 International Power Systems, Inc. Step wave power converter
WO2001047095A3 (en) * 1999-12-21 2001-12-13 Internat Power Systems Inc Step wave power converter
US6738692B2 (en) 2001-06-25 2004-05-18 Sustainable Energy Technologies Modular, integrated power conversion and energy management system
US7808125B1 (en) 2006-07-31 2010-10-05 Sustainable Energy Technologies Scheme for operation of step wave power converter
US8026639B1 (en) 2006-07-31 2011-09-27 Sustainable Energy Technologies Scheme for operation of step wave power converter
US8031495B2 (en) 2007-06-04 2011-10-04 Sustainable Energy Technologies Prediction scheme for step wave power converter and inductive inverter topology
DE102018205514A1 (de) 2018-04-12 2019-10-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Regelungsvorrichtung zur Stromregelung einer Drehfeldmaschine eines Kraftfahrzeugs, Verfahren zur Stromregelung, Antriebseinheit sowie Kraftfahrzeug
WO2019197107A1 (de) 2018-04-12 2019-10-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Regelungsvorrichtung zur stromregelung einer drehfeldmaschine eines kraftfahrzeugs, verfahren zur stromregelung, antriebseinheit sowie kraftfahrzeug
US11095242B2 (en) 2018-04-12 2021-08-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Control device for controlling the current of a rotating field machine of a motor vehicle, current control method, drive unit and motor vehicle

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