TWI593214B - 同步磁阻馬達之轉子結構 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種同步磁阻馬達之轉子結構具有內通孔對與外通孔對,且內通孔對與外通孔對之斜向延伸段之傾斜角度彼此相異之轉子結構。
隨著科技的進步,馬達被廣泛應用於人們的生活中,其中,馬達主要係設置於各種動力及電力設備中,而動力及電力設備經常被設置於人員充斥的商辦大樓或廠房中,因而造成之環安問題。
舉例來說,噪音問題一直是業者們所欲解決的環安問題之一,而馬達噪音根據產生機制的不同,可大致分為電磁噪音、機械振動噪音及氣動噪音其中,機械振動噪音所產生之原因普遍為馬達轉動時,轉矩設計不良而造成轉矩漣波較大,或是轉子的磁阻不是軸對稱,因而造成馬達在旋轉而使轉子在不同位置時,有不同的磁阻,進而有轉矩漣波較大之問題,進而有振動噪音的產生。因此,如何改善轉矩漣波以降低振動噪音之問題為現有業者所欲解決之問題之一。
有鑒於現有馬達之轉矩漣波過大而普遍具有較大之振動噪音之問題。緣此,本發明主要係提供一種同步磁阻馬達之轉子結構,其主要係使內通孔對與外通孔對之斜向延伸段之傾斜角度彼此相異,以優化轉矩漣波之目的。
基於上述目的,本發明所採用之主要技術手段係提供一種同步磁阻馬達之轉子結構,包含至少一轉子鐵芯,各轉子鐵芯具有一中心軸孔與一鐵芯外緣,並包含複數個環狀分佈於該中心軸孔之周圍之磁阻部,各磁阻部包含一內通孔對以及一外通孔對。內通孔對包含一第一內通孔以及一第二內通孔,第一內通孔包含一第一內切線延伸段以及一第一斜向延伸段。第一內切線延伸段係鄰近於中心軸孔,並沿一第一切線延伸方向延伸至一第一轉折部,且第一切線延伸方向係垂直於轉子鐵芯之一徑向。第一斜向延伸段係自第一轉折部沿一傾斜於第一切線延伸方向之第一轉折方向延伸,且第一轉折方向與第一切線延伸方向之間具有一第一傾斜夾角。
第二內通孔包含一第二內切線延伸段以及一第二斜向延伸段。第二內切線延伸段係鄰近於中心軸孔,並沿一與第一切線延伸方向相反之第二切線延伸方向延伸至一第二轉折部,第二斜向延伸段係自第二轉折部沿一傾斜於該第二切線延伸方向之第二轉折方向延伸,且第
二轉折方向與第二切線延伸方向之間具有一第二傾斜夾角。外通孔對包含一第一外通孔以及一第二外通孔。第一外通孔包含一第一外切線延伸段以及一第三斜向延伸段,第一外切線延伸段係遠離中心軸孔而鄰近於鐵芯外緣,並沿第一切線延伸方向延伸至一第三轉折部。第三斜向延伸段係自第三轉折部沿一傾斜於第一切線延伸方向之第三轉折方向延伸,且第三轉折方向與第一切線延伸方向之間具有一小於第一傾斜夾角之第三傾斜夾角。
第二外通孔包含一第二外切線延伸段以及一第四斜向延伸段,第二外切線延伸段係遠離中心軸孔而鄰近於鐵芯外緣,並沿第二切線延伸方向延伸至一第四轉折部。第四斜向延伸段係自第四轉折部沿一傾斜於第二切線延伸方向之第四轉折方向延伸,且第四轉折方向與第二切線延伸方向之間具有一小於第二傾斜夾角之第四傾斜夾角。其中,第一傾斜夾角等於第二傾斜夾角,第三傾斜夾角等於第四傾斜夾角。
在上述必要技術手段的基礎下,上述同步磁阻馬達之轉子結構還包含以下所述的較佳附屬技術手段。第一傾斜夾角與第二傾斜夾角係介於40至55度之間,第三傾斜夾角與第四傾斜夾角係介於15至30度之間。
在上述必要技術手段的基礎下,上述同步磁阻馬達之轉子結構還包含以下所述的較佳附屬技術手段。第一斜向延伸段係延伸至一第一延伸部,第一延伸部與鐵芯外緣之間具有一第一距離,第二斜向延伸段係延伸
至一第二延伸部,第二延伸部與鐵芯外緣之間具有一第二距離,第三斜向延伸段係延伸至一第三延伸部,第三延伸部與鐵芯外緣之間具有一第三距離,第四斜向延伸段係延伸至一第四延伸部,第四延伸部與鐵芯外緣之間具有一第四距離,第一距離、第二距離、第三距離與第四距離係彼此相等。
在上述必要技術手段的基礎下,上述同步磁阻馬達之轉子結構還包含以下所述的較佳附屬技術手段。各磁阻部更包含一中通孔對,中通孔對係排列於內通孔對與外通孔對之間,並包含一第一中通孔以及一第二中通孔。第一中通孔包含一第一中切線延伸段以及一第五斜向延伸段,第一中切線延伸段係沿第一切線延伸方向延伸至一第五轉折部。第五斜向延伸段係自第五轉折部沿一傾斜於第一切線延伸方向之第五轉折方向延伸,且第五轉折方向與第一切線延伸方向之間具有一小於第一傾斜夾角之第五傾斜夾角。第二中通孔包含一第二中切線延伸段以及一第六斜向延伸段,第二中切線延伸段係沿第二切線延伸方向延伸至一第六轉折部。第六斜向延伸段係自第六轉折部沿一傾斜於第二切線延伸方向之第六轉折方向延伸,且第六轉折方向與第二切線延伸方向之間具有一小於第二傾斜夾角之第六傾斜夾角。其中,第五夾角與第六夾角相等。
在上述必要技術手段的基礎下,上述同步磁阻馬達之轉子結構還包含以下所述的較佳附屬技術手段。第五夾角與第六夾角係大於第三傾斜夾角與第四傾斜
夾角,並介於30至40度之間。
在上述必要技術手段的基礎下,上述同步磁阻馬達之轉子結構還包含以下所述的較佳附屬技術手段。第五斜向延伸段係延伸至一第五延伸部,第五延伸部與鐵芯外緣之間具有一第五距離,第六斜向延伸段係延伸至一第六延伸部,第六延伸部與鐵芯外緣之間具有一第六距離,第五距離、第六距離、第一距離與第二距離係彼此相等。
在採用本發明所提供之同步磁阻馬達之轉子結構之主要技術手段後,由於第三傾斜夾角與第四傾斜夾角小於第一傾斜夾角與第二傾斜夾角,因此可有效降低轉矩漣波,進而可提高輸出轉矩而降低噪音。
本發明所採用的具體實施例,將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。
1、1a‧‧‧同步磁阻馬達之轉子結構
11‧‧‧轉子鐵芯
111‧‧‧中心軸孔
112、112a‧‧‧鐵芯外緣
113‧‧‧磁阻部
1131‧‧‧內通孔對
11311‧‧‧第一內通孔
113111‧‧‧第一內切線延伸段
1131111‧‧‧第一轉折部
113112‧‧‧第一斜向延伸段
1131121‧‧‧第一延伸部
11312‧‧‧第二內通孔
113121‧‧‧第二內切線延伸段
1131211‧‧‧第二轉折部
113122‧‧‧第二斜向延伸段
1131221‧‧‧第二延伸部
1132‧‧‧外通孔對
11321‧‧‧第一外通孔
113211‧‧‧第一外切線延伸段
1132111‧‧‧第三轉折部
113212‧‧‧第三斜向延伸段
1132121‧‧‧第三延伸部
11322‧‧‧第二外通孔
113221‧‧‧第二外切線延伸段
1132211‧‧‧第四轉折部
113222‧‧‧第四斜向延伸段
1132221‧‧‧第四延伸部
1133‧‧‧中通孔對
11331‧‧‧第一中通孔
113311‧‧‧第一中切線延伸段
1133111‧‧‧第五轉折部
113312‧‧‧第五斜向延伸段
1133121‧‧‧第五延伸部
11332‧‧‧第二中通孔
113321‧‧‧第二中切線延伸段
1133211‧‧‧第六轉折部
113322‧‧‧第六斜向延伸段
1133221‧‧‧第六延伸部
1133a‧‧‧通孔
2、2a‧‧‧定子
3、3a‧‧‧磁力線
A1‧‧‧第一傾斜夾角
A2‧‧‧第二傾斜夾角
A3‧‧‧第三傾斜夾角
A4‧‧‧第四傾斜夾角
A5‧‧‧第五傾斜夾角
A6‧‧‧第六傾斜夾角
D1‧‧‧第一距離
D2‧‧‧第二距離
D3‧‧‧第三距離
D4‧‧‧第四距離
D5‧‧‧第五距離
D6‧‧‧第六距離
P‧‧‧徑向
L1‧‧‧第一切線延伸方向
L2‧‧‧第一轉折方向
L3‧‧‧第二切線延伸方向
L4‧‧‧第二轉折方向
L5‧‧‧第三轉折方向
L6‧‧‧第四轉折方向
L7‧‧‧第五轉折方向
L8‧‧‧第六轉折方向
第一圖係顯示本發明第一較佳實施例之同步磁阻馬達之轉子結構之立體示意圖。
第二圖係顯示本發明第一較佳實施例之同步磁阻馬達之轉子結構之上視圖。
第二A圖係顯示第二圖之虛線處之局部放大圖。
第三圖係顯示本發明第一較佳實施例之同步磁阻馬達之轉
子結構設置於定子之磁力線模擬示意圖。
第四圖係顯示本發明第一較佳實施例之同步磁阻馬達之轉子結構之轉矩模擬示意圖。
第五圖係顯示本發明第二較佳實施例之同步磁阻馬達之轉子結構之上視圖。
第六圖係顯示本發明第二較佳實施例之同步磁阻馬達之轉子結構設置於定子之磁力線模擬示意圖。
第七圖係顯示本發明第二較佳實施例之同步磁阻馬達之轉子結構之轉矩模擬示意圖。
由於本發明所提供之同步磁阻馬達之轉子結構中,其組合實施方式不勝枚舉,故在此不再一一贅述,僅列舉一個較佳實施例加以具體說明。
請一併參閱第一圖至第二A圖,第一圖係顯示本發明第一較佳實施例之同步磁阻馬達之轉子結構之立體示意圖,第二圖係顯示本發明第一較佳實施例之同步磁阻馬達之轉子結構之上視圖,第二A圖係顯示第二圖之虛線處之局部放大圖。
如圖所示,本發明較佳實施例之一種同步磁阻馬達之轉子結構1係包含至少一轉子鐵芯11(圖中僅標示一個),各轉子鐵芯11具有一中心軸孔111與一鐵芯外緣112,並包含複數個環狀分佈於中心軸孔111之周圍之磁阻部113,其中,本發明較佳實施例中設有四組磁阻部113,
且磁阻部113是彼此對稱,但其他實施例中不限於此。
各磁阻部113包含一內通孔對1131、一外通孔對1132以及一中通孔對1133。內通孔對1131係包含一第一內通孔11311以及一第二內通孔11312,第一內通孔11311包含一第一內切線延伸段113111以及一第一斜向延伸段113112。
第一內切線延伸段113111係鄰近於中心軸孔111,沿一第一切線延伸方向L1延伸至一第一轉折部1131111,且第一切線延伸方向L1係垂直於轉子鐵芯11之一徑向P。第一斜向延伸段113112係自第一轉折部1131111沿一傾斜於第一切線延伸方向L1之第一轉折方向L2延伸至一第一延伸部1131121,且第一轉折方向L2與第一切線延伸方向L1之間具有一第一傾斜夾角A1,第一延伸部1131121與鐵芯外緣112之間具有一第一距離D1。
第二內通孔11312係與第一內通孔11311相間隔,並包含一第二內切線延伸段113121以及一第二斜向延伸段113122。第二內切線延伸段113121係鄰近於中心軸孔111,沿一與第一切線延伸方向L1相反之第二切線延伸方向L3延伸至一第二轉折部1131211,第二斜向延伸段113122係自第二轉折部1131211沿一傾斜於第二切線延伸方向L3之第二轉折方向L4延伸至一第二延伸部1131221,且第二轉折方向L4與第二切線延伸方向L3之間具有一第二傾斜夾角A2,第二延伸部1131221與鐵芯外緣112之間具有一第二距離D2。
外通孔對1132係包含一第一外通孔11321以及一第二外通孔11322。第一外通孔11321包含一第一外切線延伸段113211以及一第三斜向延伸段113212,第一外切線延伸段113211係遠離中心軸孔111而鄰近於鐵芯外緣112,沿第一切線延伸方向L1延伸至一第三轉折部1132111。第三斜向延伸段113212係自第三轉折部1132111沿一傾斜於第一切線延伸方向L1之第三轉折方向L5延伸至一第三延伸部1132121,且第三轉折方向L5與第一切線延伸方向L1之間具有一小於第一傾斜夾角A1之第三傾斜夾角A3,第三延伸部1132121與鐵芯外緣112之間具有一第三距離D3。
第二外通孔11322與第一外通孔11321係彼此相間隔,並包含一第二外切線延伸段113221以及一第四斜向延伸段113222,第二外切線延伸段113221係遠離中心軸孔111而鄰近於鐵芯外緣112,沿第二切線延伸方向L3延伸至一第四轉折部1132211。第四斜向延伸段113222係自第四轉折部1132211沿一傾斜於第二切線延伸方向L3之第四轉折方向L6延伸至一第四延伸部1132221,且第四轉折方向L6與第二切線延伸方向L3之間具有一小於第二傾斜夾角A2之第四傾斜夾角A4,第四延伸部1132221與鐵芯外緣112之間具有一第四距離D4。
其中,第一傾斜夾角A1等於第二傾斜夾角A2,第三傾斜夾角A3等於第四傾斜夾角A4,第一傾斜夾角A1與第二傾斜夾角A2係介於40至55度之間,第三傾斜夾
角A3與第四傾斜夾角A4係介於15至30度之間,但其他實施例中不限於此。此外,第一距離D1、第二距離D2、第三距離D3與第四距離D4係彼此相等,且本發明較佳實施例中,第一距離D1、第二距離D2、第三距離D3與第四距離D4係分別指第一延伸部1131121、第二延伸部1131221、第三延伸部1132121與第四延伸部1132221至鐵芯外緣112之間的最短距離。
中通孔對1133係排列於內通孔對1131與外通孔對1132之間,並包含一第一中通孔11331以及一第二中通孔11332。第一中通孔11331包含一第一中切線延伸段113311以及一第五斜向延伸段113312。
第一中切線延伸段113311係沿第一切線延伸方向L1延伸至一第五轉折部1133111。第五斜向延伸段113312係自第五轉折部1133111沿一傾斜於第一切線延伸方向L1之第五轉折方向L7延伸至一第五延伸部1133121,且第五轉折方向L7與第一切線延伸方向L1之間具有一小於第一傾斜夾角A1之第五傾斜夾角A5,第五延伸部1133121與鐵芯外緣112之間具有一第五距離D5。
第二中通孔11332係與第一中通孔11331彼此相間隔,並包含一第二中切線延伸段113321以及一第六斜向延伸段113322,第二中切線延伸段113321係沿第二切線延伸方向L3延伸至一第六轉折部1133211。第六斜向延伸段113322係自第六轉折部1133211沿一傾斜於第二切線延伸方向L3之第六轉折方向L8延伸至一第六延伸部
1133221,且第六轉折方向L8與第二切線延伸方向L3之間具有一小於第二傾斜夾角A2之第六傾斜夾角A6,第六延伸部1133221與鐵芯外緣112之間具有一第六距離D6。
其中,第五傾斜夾角A5與第六傾斜夾角A6相等,並且係大於第三傾斜夾角A3與第四傾斜夾角A4,本發明較佳實施例中,第五傾斜夾角A5與第六傾斜夾角A6係介於30至40度之間,且第五距離D5、第六距離D6、第一距離D1與第二距離D2係彼此相等,但其他實施例中不限於此。另外,需要一提的是,本發明較佳實施例中,愈靠近鐵芯外緣112的通孔對,其傾斜夾角即愈小,即愈靠近中心軸孔111的通孔對的傾斜夾角愈大。另外,需要一提的是,其他實施例中,可設計為愈靠近鐵芯外緣112的通孔對,其傾斜夾角愈大,即愈靠近中心軸孔111的通孔對的傾斜夾角愈小。
此外,本發明較佳實施例中,第一內切線延伸段113111、第一斜向延伸段113112、第二內切線延伸段113121與第二斜向延伸段113122之寬度均相同;第一外切線延伸段113211、第三斜向延伸段113212、第二外切線延伸段113221與第四斜向延伸段113222之寬度相同;第一中切線延伸段113311、第五斜向延伸段113312、第二中切線延伸段113321與第六斜向延伸段113322之寬度相同。
另外,第一內切線延伸段113111與第二內切線延伸段113121之寬度大於第一中切線延伸段113311與第二中切線延伸段113321之寬度,第一中切線延伸段
113311與第二中切線延伸段113321之寬度大於第一外切線延伸段113211與第二外切線延伸段113221之寬度。
其他實施例中,第一內切線延伸段113111、第二內切線延伸段113121、第一中切線延伸段113311、第二中切線延伸段113321、第一外切線延伸段113211與第二外切線延伸段113221之寬度均相同;第一斜向延伸段113112與第二斜向延伸段113122之寬度小於第一內切線延伸段113111與第二內切線延伸段113121之寬度;第一外切線延伸段113211與第二外切線延伸段113221之寬度小於第三斜向延伸段113212與第四斜向延伸段113222之寬度;第一中切線延伸段113311與第二中切線延伸段113321之寬度小於第五斜向延伸段113312與第六斜向延伸段113322之寬度,但不限於上述之組合方式。
請一併參閱第三圖與第四圖,第三圖係顯示本發明第一較佳實施例之同步磁阻馬達之轉子結構設置於定子之磁力線模擬示意圖,第四圖係顯示本發明第一較佳實施例之同步磁阻馬達之轉子結構之轉矩模擬示意圖。如圖所示,在將同步磁阻馬達之轉子結構1設置於定子2並實際模擬後可得知磁力線3的分布,其中,第三圖所示之同步磁阻馬達之轉子結構1例如是在第1秒之運轉狀態。
請參閱第五圖,第五圖係顯示本發明第二較佳實施例之同步磁阻馬達之轉子結構之上視圖。如圖所示,與第一較佳實施例不同的地方在於同步磁阻馬達之轉子結構1a更設置更靠近鐵芯外緣112a之通孔1133a而成為
包含有四層通孔的結構,其餘均與第一較佳實施例相同,因此不再贅述。
請一併參閱第六圖與第七圖,第六圖係顯示本發明第二較佳實施例之同步磁阻馬達之轉子結構設置於定子之磁力線模擬示意圖,第七圖係顯示本發明第二較佳實施例之同步磁阻馬達之轉子結構之轉矩模擬示意圖。如圖所示,在將同步磁阻馬達之轉子結構1a設置於定子2a並實際模擬後可得知磁力線3a的分布,其中,第三圖所示之同步磁阻馬達之轉子結構1a例如是在第1秒之運轉狀態,並且可發現轉矩漣波相較於第一較佳實施例為低而更優化轉矩輸出。
綜合以上所述,在採用本發明所提供之同步磁阻馬達之轉子結構之主要技術手段後,由於第三傾斜夾角與第四傾斜夾角小於第一傾斜夾角與第二傾斜夾角,因此可有效降低轉矩漣波,進而可提高輸出轉矩而降低噪音。
藉由以上較佳具體實施例之詳述,係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神,而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地,其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
1‧‧‧同步磁阻馬達之轉子結構
11‧‧‧轉子鐵芯
111‧‧‧中心軸孔
112‧‧‧鐵芯外緣
113‧‧‧磁阻部
Claims (7)
- 一種同步磁阻馬達之轉子結構,包含至少一轉子鐵芯,各轉子鐵芯具有一中心軸孔與一鐵芯外緣,並包含複數個環狀分佈於該中心軸孔之周圍之磁阻部,各磁阻部包含:一內通孔對,包含:一第一內通孔,包含:一第一內切線延伸段,係鄰近於該中心軸孔,沿一第一切線延伸方向延伸至一第一轉折部,且該第一切線延伸方向係垂直於該轉子鐵芯之一徑向;一第一斜向延伸段,係自該第一轉折部沿一傾斜於該第一切線延伸方向之第一轉折方向延伸,且該第一轉折方向與該第一切線延伸方向之間具有一第一傾斜夾角;一第二內通孔,包含:一第二內切線延伸段,係鄰近於該中心軸孔,沿一與該第一切線延伸方向相反之第二切線延伸方向延伸至一第二轉折部;一第二斜向延伸段,係自該第二轉折部沿一傾斜於該第二切線延伸方向之第二轉折方向延伸,且該第二轉折方向與該第二切線延伸方向之間具有一第二傾斜夾角;一外通孔對,包含:一第一外通孔,包含: 一第一外切線延伸段,係遠離該中心軸孔而鄰近於該鐵芯外緣,沿該第一切線延伸方向延伸至一第三轉折部;一第三斜向延伸段,係自該第三轉折部沿一傾斜於該第一切線延伸方向之第三轉折方向延伸,且該第三轉折方向與該第一切線延伸方向之間具有一小於該第一傾斜夾角之第三傾斜夾角;一第二外通孔,包含:一第二外切線延伸段,係遠離該中心軸孔而鄰近於該鐵芯外緣,沿該第二切線延伸方向延伸至一第四轉折部;一第四斜向延伸段,係自該第四轉折部沿一傾斜於該第二切線延伸方向之第四轉折方向延伸,且該第四轉折方向與該第二切線延伸方向之間具有一小於該第二傾斜夾角之第四傾斜夾角;其中,該第一傾斜夾角等於該第二傾斜夾角,該第三傾斜夾角等於該第四傾斜夾角。
- 如申請專利範圍第1項所述之同步磁阻馬達之轉子結構,其中,該第一傾斜夾角與該第二傾斜夾角係介於40至55度之間,該第三傾斜夾角與該第四傾斜夾角係介於15至30度之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之同步磁阻馬達 之轉子結構,其中,該第一斜向延伸段係延伸至一第一延伸部,該第一延伸部與該鐵芯外緣之間具有一第一距離,該第二斜向延伸段係延伸至一第二延伸部,該第二延伸部與該鐵芯外緣之間具有一第二距離,該第三斜向延伸段係延伸至一第三延伸部,該第三延伸部與該鐵芯外緣之間具有一第三距離,該第四斜向延伸段係延伸至一第四延伸部,該第四延伸部與該鐵芯外緣之間具有一第四距離,該第一距離、該第二距離、該第三距離與該第四距離係彼此相等。
- 如申請專利範圍第1項所述之同步磁阻馬達之轉子結構,其中,各磁阻部更包含:一中通孔對,係排列於該內通孔對與該外通孔對之間,並包含:一第一中通孔,包含:一第一中切線延伸段,係沿該第一切線延伸方向延伸至一第五轉折部;一第五斜向延伸段,係自該第五轉折部沿一傾斜於該第一切線延伸方向之第五轉折方向延伸,且該第五轉折方向與該第一切線延伸方向之間具有一小於該第一傾斜夾角之第五傾斜夾角;一第二中通孔,包含:一第二中切線延伸段,係沿該第二切線延伸方向延伸至一第六轉折部; 一第六斜向延伸段,係自該第六轉折部沿一傾斜於該第二切線延伸方向之第六轉折方向延伸,且該第六轉折方向與該第二切線延伸方向之間具有一小於該第二傾斜夾角之第六傾斜夾角;其中,該第五傾斜夾角與該第六傾斜夾角相等。
- 如申請專利範圍第4項所述之同步磁阻馬達之轉子結構,其中,該第五傾斜夾角與該第六傾斜夾角係大於該第三傾斜夾角與該第四傾斜夾角。
- 如申請專利範圍第4項所述之同步磁阻馬達之轉子結構,其中,該第五傾斜夾角與該第六傾斜夾角係介於30至40度之間。
- 如申請專利範圍第4項所述之同步磁阻馬達之轉子結構,其中,該第五斜向延伸段係延伸至一第五延伸部,該第五延伸部與該鐵芯外緣之間具有一第五距離,該第六斜向延伸段係延伸至一第六延伸部,該第六延伸部與該鐵芯外緣之間具有一第六距離,該第五距離、該第六距離、該第一距離與該第二距離係彼此相等。
Priority Applications (2)
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