CN107666216B - 一种高效扁线发电机整流器结构及装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效扁线发电机整流器结构，包括导电负极板、中间支撑绝缘支架、导电正极板、汇流桥支架、正极输出螺杆、整流二极管、管状铆钉、发电机后固定盖、发电机后固定盖支撑凸台和塑料保护罩，其特征在于：中间支撑绝缘支架代替绝缘衬套，安装在导电负极板、导电正极板之间，导电负极板装在整流器的下方，与发电机后固定盖支撑凸台连接固定，塑料保护罩的下边缘与导电负极板的上边缘齐平，汇流桥支架装在导电正极板上方，与发电机定子线连接螺纹水平连接固定。其优点是：采用双向进风，使极板上的温度梯度均匀，保证点焊的可靠性，可以满足客户不同输出方向的要求，不仅提高了发电机功率和产品可靠性，而且增加高效发电机的整体寿命。

Description

一种高效扁线发电机整流器结构及装配方法
技术领域
本发明涉及一种汽车整流器结构，属于汽车发电机领域，尤其是一种一种高效扁线发电机整流器结构及装配方法。
背景技术
汽车发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时（怠速以上），向所有用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电。随着电子技术的发展和人们对舒适度要求的提高，车载电器在不断增加；同时因环保要求的不断加严和提高，汽车发电机向着小体积（重量）、大功率方向发展。因此各国都在不断推出新技术，增加发电机定子槽数，提高同样体积下发电机的效率。其中，扁线定子已经在市场开始使用，其因结构、体积和功率的原因，定子自身的温升，大大高出现市场正常使用的圆线定子，其稳定后最高温度达到200℃以上；其传导到发电机后固定盖上的稳定也达到170℃到190℃，这就对整流器提出了更高的要求。
现市场主流发电机为交流发电机，依照整流器和调节器的固定位置，分为内置式发电机和外置式发电机。内置发电机，因装配工艺较为复杂，返工维修不方便，且整流器更加靠近定子线圈，其对整流器的温升影响较大；但其没有塑料保护罩，同时做带泵电机时较为方便。外置发电机，装配较为简便，整流器和调节器的返工维修较为方便，整流器的散热更好；但整流器和调节器需要装配护罩保护，带泵电机较为难实施。
在大功率发电机中，整流器多采用十二管结构；内置式整流器，负极板贴合在端盖上，端盖帮助散热，正极板采用多齿结构散热；外置式整流器，现有结构多是后固定盖作为负极板或负极板贴合在后固定盖上散热，正极板采用压铸板结构散热。 当定子线圈采用扁线定子时，后固定盖因定子热传导原因温度较高，整流器上整流二极管整流发热，温度传导、散发较差，达到整流二极管的结温，从而导致整流器失效。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术的不足，提供一种高效扁线发电机整流器结构。
为了实现上述目的，本发明公开了一种高效发电机整流器结构，包括导电负极板、中间支撑绝缘支架、导电正极板、汇流桥支架、正极输出螺杆、整流二极管、管状铆钉、发电机后固定盖、发电机后固定盖支撑凸台和塑料保护罩。整流二极管把交流电转化为直流电，导电负极板、导电正极板起固定整流二极管、导电和散热，汇流桥支架连接定子线汇流，正极输出螺杆对外输出电流，发电机后盖支撑凸台支撑固定整流器，塑料保护罩保护整流器和调整发电机风道。其特征在于：中间支撑绝缘支架代替绝缘衬套，安装在导电负极板、导电正极板之间，在中间支撑绝缘支架定子线接口处设有开放式塑料保护管，导电负极板装在整流器的下方，与发电机后固定盖支撑凸台连接固定，塑料保护罩的下边缘与导电负极板的上边缘齐平，在塑料保护罩上设有内侧轴向风道和外侧轴向风道，发电机工作时，导电正极板通过正向塑料保护罩的内侧轴向风道和外侧通轴向风道进风散热，导电负极板的正面和内侧边通过导电正极板的风流散热，导电负极板的背面通过导电负极板与发电机后固定盖的表面形成径向V形风道散热；导电正极板的内侧风道Ⅰ、导电负极板的内侧风道Ⅱ和塑料保护罩的内侧轴向风道对应。在导电正极板上设有外侧风道，在导电正极板内侧有腹板散热齿，在腹板散热齿上设有散热筋，在导电正极板上压铸有B+螺杆孔和六个整流二极管安装孔。在导电正极板的外部设有二颗整流二极管，在导电正极板的内部设有四颗整流二极管，内部的四颗整流二极管靠近腹板散热齿处，在导电正极板的内侧设有两个B+输出接口。
导电负极板与电机后固定盖不贴合散热，背面设有散热齿。在导电负极板上压铸有外部三、内部三共六个二极管安装孔Ⅱ；在导电负极板上外部装有三颗整流二极管，内部装有三颗整流二极管，间距相对均匀，周围设有散热齿。
汇流桥支架通过汇流条和M5螺母一起注塑，形成定子线连接螺纹，在汇流条上折弯设有汇流条焊片, 汇流条支架的汇流条与整流二极管引线采用单面点焊连接。汇流桥支架装在导电正极板上方，与发电机定子线连接螺纹水平连接固定。
所述的径向V形风道进风冷却导电负极板背面和发电机后固定盖，保护罩内侧轴向风道进风冷却导电正极板和导电负极板内侧与正面。
所述塑料保护罩的内侧轴向风道与导电正极板的内侧风道Ⅰ和导电负极板的内侧风道Ⅱ相同，外侧有其它风道。
所述塑料保护罩内侧采用两个B+输出点固定，外侧采用与汇流条支架安装孔处外边缘形成塑料卡扣固定，来保证产品装配时风道不会偏移。
所述的导电正极板通过正向塑料保护罩的轴向风道和外侧轴向风道进风散热。
所述导电正极板的内侧风道与保护罩的内侧轴向风道对应。
所述导电正极板的腹板散热齿上的散热筋，在不影响产品安装和组装工艺下，延伸到整流器二极管孔周围。
所述导电负极板背面散热齿呈发射状V形，在不影响产品安装和组装工艺下，形成V形风道。
所述导电负极板正面和内侧通过轴向风散热。
所述导电负极板的内侧风道与塑料保护罩的内侧轴向风道对应。
所述的开放式塑料保护管为台阶式，上部开口较大。
所述的在汇流桥支架的汇流条的单面点焊处设有凸筋，来提高电阻，保证点焊的可靠性。
所述的凸筋为圆弧凸起，高度在为0.3mm。
所述的汇流桥支架的汇流条与整流二极管在切线方向点焊。
所述的汇流桥支架与定子线连接螺纹为M5，采用塑料支架注塑螺母结构。
所述的汇流桥支架上有通风孔，保证轴向风流可以冷却导电正极板2。
所述的汇流桥支架上的汇流条焊接片与整流二极管孔的半径方向平行。
所述的汇流桥支架的汇流条与整流二极管引线采用电阻焊连接。
本发明的另一个目的是提供一种高效扁线发电机整流器的装配方法：是通过如下步骤实现的：
（一）先开发一种压铸导电正极板，模具成型时，压铸有内侧腹板式散热齿，形成正极板内侧风道；外侧有导电正极板外侧风道，压铸有外二、内四，共六个二极管孔，再压铸出导电正极板B+螺杆孔；同时压铸有六个安装孔，压铸后的二极管孔和B+螺杆孔需机加工保证尺寸；
（二）再开发一种压铸导电负极板，模具成型时，导电负极板反面有导电负极板散热齿，形成径向V形风道，内侧有导电负极板内侧风道；同时压铸有外三、内三共六个二极管孔；同时压铸有六个安装孔；
（三）其次开发一种注塑中间支撑绝缘支架，模具成型时做有开放式塑料保护管，其为台阶形状；
（四）然后开发一种冲压成型汇流条，其上折弯有汇流条焊片，在焊片折弯成型前，使用挤压成型汇流条焊点凸筋；
（五）再开发一种注塑汇流桥支架，使用汇流条和M5螺母一起注塑，形成定子线连接螺纹，同时成型支架端塑料保护罩卡扣，和六个安装孔。
（六）再然后开发一种注塑塑料保护罩，成型时做有保护罩内侧轴向风道和保护罩外侧轴向风道，同时注塑两个导电片，与整流器B+螺杆配合，外侧成型两个倒扣与支架端塑料保护罩卡扣配合；
（七）使用开发的导电正极板，使用压装夹具，把六颗正整流二极管和两个正极输出螺杆压装到导电正极板上，形成正极板组件；
（八）使用开发的导电负极板，使用压装夹具，把六颗负整流二极管压装到导电负极板上形成负极板组件；
（九）把正极板组件、负极板组件、中间支撑绝缘支架和汇流桥支架装配一起，其中三个安装孔用三个管状铆钉铆接成一体，再用电阻焊机把整流二极管引线焊接到汇流桥支架的汇流条焊片上，使整流二极管引线与汇流条焊点凸筋形成焊接点，形成电流回路，形成整流器；
（十）把整流器装配到发电机后固定盖支撑凸台上，使导电负极板和发电机固定后盖形成径向V形风道，使用六个固定螺钉把整流器锁紧在发电机后端盖上，再装上调节器，后把开发的塑料保护罩装配在整流器上，两点与B+螺杆装配在一起，外侧两个卡扣与支架端塑料保护罩卡扣形成倒扣固定；塑料保护罩整流器侧下表面与导电负极板的上表面齐平，保证径向V形风道的畅通；正向保护罩内侧轴向风道、导电正极板内侧风道和导电负极板内侧风道是对应的，保证内侧风道的畅通和对导电正负极板内侧的冷却和发电机内部的冷却。
本发明的有益效果是：采用了双向进风，保证导电正极板和导电负极板可靠绝缘，使极板上的温度梯度均匀，保证点焊的可靠性，减小定子线的晃动空间，可以满足客户不同输出方向的要求，不仅提高了发电机功率和产品可靠性，而且增加高效发电机的整体寿命。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
图1为现有内置式十二管整流器示意图；
图2为现有端盖式负极板十二管整流器示意图；
图3为现有负极板贴端盖散热结构十二管整流器示意图；
图4为本发明整体装配后侧面外观示意图；
图5为本发明整体装配后正面外观示意图；
图6为本发明去除塑料保护罩装配示意图；
图7为本发明整流器正向外观意图；
图8为本发明整流器反向外观示意图。
图9为本发明整流器***示意图。
图中：1.正极输出螺杆，2.导电正极板，3.汇流桥支架，4.整流二极管，5.导电负极板，6.绝缘衬套，7.中间支撑绝缘支架，8.端盖负极板，9.发电机后固定盖，10.塑料保护罩，11.径向V形风道，12.发电机后固定盖支撑凸台，13.内侧轴向风道，14.外侧轴向风道，15.开放式塑料保护管，16.管状铆钉，17.支架端塑料保护罩卡扣，18.汇流条，19.定子线连接螺纹，20.腹板散热齿，21.凸筋，22.汇流条焊片，23.内侧风道Ⅰ，24.导电负极板背面，25.散热齿，26.导电负极板V形风道，27.内侧风道Ⅱ，28..板外侧风道，29.二极管安装孔Ⅰ，30.导电正极板B+螺杆孔，31.二极管安装孔Ⅱ。
具体实施方式
如图4、图5、图6、图7、图8和图9所示：本发明包括导电负极板5、中间支撑绝缘支架7、导电正极板2、汇流桥支架3、正极输出螺杆1、整流二极管4、管状铆钉16、发电机后固定盖9、发电机后固定盖支撑凸台12和塑料保护罩10。整流二极管4把交流电转化为直流电，导电负极板5、导电正极板2起固定整流二极管、导电和散热的作用，汇流桥支架3连接定子线汇流，正极输出螺杆1对外输出电流，发电机后盖支撑凸台12支撑固定整流器，塑料保护罩10保护整流器和调整发电机风道。中间支撑绝缘支架7代替绝缘衬套6，安装在导电正极板2和导电负极板5之间，在中间支撑绝缘支架7定子线接口处设有开放式塑料保护管15，开放式塑料保护管15为台阶式，上部开口较大。导电负极板5装在整流器的下方，与发电机后固定盖支撑凸台12连接固定，塑料保护罩10的下边缘与导电负极板5的上边缘齐平，在塑料保护罩10上设有内侧轴向风道13和外侧轴向风道14，发电机工作时，导电正极板2通过正向塑料保护罩10的内侧轴向风道13和外侧通轴向风道14进风散热，导电负极板5的正面和内侧边通过导电正极板2的风流散热，导电负极板5的背面24通过导电负极板5与发电机后固定盖9的表面形成径向V形风道26散热；导电正极板的内侧风道Ⅰ23、导电负极板5的内侧风道Ⅱ27和塑料保护罩10的内侧轴向风道13对应。在导电正极板2上设有外侧风道28，在导电正极板2的内侧有腹板散热齿20，在腹板散热齿20上设有散热筋，在导电正极板2上压铸有B+螺杆孔30和六个整流二极管安装孔Ⅰ29。在导电正极板2的外部设有二颗整流二极管4，在导电正极板2的内部设有四颗整流二极管4，内部的四颗整流二极管4靠近腹板散热齿20处，在导电正极板2的内侧设有两个B+输出接口。
导电负极板5与发电机后固定盖9不贴合散热，背面设有散热齿25。在导电负极板5上压铸有外部三、内部三共六个二极管安装孔Ⅱ31；在导电负极板5上外部装有三颗整流二极管4，内部装有三颗整流二极管4，间距相对均匀，周围设有散热齿25。
汇流桥支架3通过汇流条18和M5螺母一起注塑，形成定子线连接螺纹19，在汇流条18上折弯设有汇流条焊片22, 汇流桥支架3的汇流条18与整流二极管引线采用单面点焊连接。汇流桥支架3装在导电正极板2的上方，与发电机定子线连接螺纹19水平连接固定。
所述的径向V形风道11进风冷却导电负极板5的背面和发电机后固定盖9，保护罩的内侧轴向风道13进风冷却导电正极板2和导电负极板5内侧与正面。
所述塑料保护罩10的内侧轴向风道13与导电正极板5的内侧风道Ⅰ23和导电负极板的内侧风道Ⅱ27相同，外侧有其它风道。
所述塑料保护罩10的内侧采用两个B+输出点固定，外侧采用与汇流桥支架安装孔处外边缘形成塑料卡扣固定，来保证产品装配时风道不会偏移。
一种高效扁线发电机整流器的装配方法：是通过如下步骤实现的：
（一）先开发一种压铸导电正极板2，模具成型时，压铸有内侧腹板散热齿20，形成正极板内侧风道23；外侧有导电正极板外侧风道28，压铸有外二、内四，共六个二极管孔29，再压铸出导电正极板B+螺杆孔30；同时压铸有六个安装孔，压铸后的二极管孔Ⅰ29和B+螺杆孔30需机加工保证尺寸。
（二）再开发一种压铸导电负极板5，模具成型时，导电负极板的背面24有导电负极板散热齿25，形成径向V形风道26，内侧有导电负极板内侧风道27；同时压铸有外三、内三共六个二极管孔Ⅱ31，同时压铸有六个安装孔；
（三）其次开发一种注塑中间支撑绝缘支架7，模具成型时做有开放式塑料保护管15，其为台阶形状；
（四）然后开发一种冲压成型汇流条18，其上折弯有汇流条焊片22，在焊片折弯成型前，使用挤压成型汇流条焊点凸筋21；
（五）再开发一种注塑汇流条支架3，使用汇流条18和M5螺母一起注塑，形成定子线连接螺纹19，同时成型支架端塑料保护罩卡扣17，和六个安装孔；
（六）再然后开发一种注塑塑料保护罩10，成型时做有保护罩内侧轴向风道13和保护罩外侧轴向风道14，同时注塑两个导电片，与整流器B+螺杆配合，外侧成型两个倒扣与支架端塑料保护罩卡扣17配合；
（七）使用开发的导电正极板2，使用压装夹具，把六颗正极板整流二极管4和两个正极输出螺杆1压装到导电正极板 2上，形成正极板组件；
（八）使用开发的导电负极板5，使用压装夹具，把6颗导电负极板整流二极管4压装到导电负极板5上形成负极板组件；
（九）把正极板组件、负极板组件、中间绝缘支架17和汇流条支架3装配一起，其中3个安装孔用三个管状铆钉16铆接成一体，再用电阻焊机把整流二极管4引线焊接到汇流桥支架3的汇流条焊片22上，使整流二极管引线与汇流条焊点凸筋21形成焊接点，形成电流回路，形成整流器；
（十）把本发明整流器装配到发电机后盖支撑凸台12上，使导电负极板5和发电机固定后盖9形成径向V形风道11，使用6个固定螺钉把整流器锁紧在发电机后端盖上，再装上调节器，后把开发的塑料保护罩10装配在整流器上，两点与B+螺杆装配在一起，外侧两个卡扣与支架端塑料保护罩卡扣17形成倒扣固定。塑料保护罩10整流器侧下表面与导电负极板5的上表面齐平，保证径向V形风道11的畅通；正向保护罩内侧轴向风道13、导电正极板2内侧风道Ⅰ23和导电负极板内侧风道27Ⅱ是对应的，保证内侧风道的畅通和对导电正极板2和导电负极板5内侧的冷却和发电机内部的冷却。

Claims (10)

1.一种高效扁线发电机整流器结构，包括导电负极板、中间支撑绝缘支架、导电正极板、汇流桥支架、正极输出螺杆、整流二极管、管状铆钉、发电机后固定盖、发电机后固定盖支撑凸台和塑料保护罩，整流二极管把交流电转化为直流电，导电负极板、导电正极板起固定整流二极管、导电和散热，汇流桥支架连接定子线汇流，正极输出螺杆对外输出电流，发电机后盖支撑凸台支撑固定整流器，塑料保护罩保护整流器和调整发电机风道；其特征在于：中间支撑绝缘支架代替绝缘衬套，安装在导电负极板、导电正极板之间，在中间支撑绝缘支架定子线接口处设有开放式塑料保护管，开放式塑料保护管为台阶式，上部开口较大；导电负极板装在整流器的下方，与发电机后固定盖支撑凸台连接固定，塑料保护罩的下边缘与导电负极板的上边缘齐平，在塑料保护罩上设有内侧轴向风道和外侧轴向风道，发电机工作时，导电正极板通过正向塑料保护罩的内侧轴向风道和外侧通轴向风道进风散热，导电负极板的正面和内侧边通过导电正极板的风流散热，导电负极板的背面通过导电负极板与发电机后固定盖的表面形成径向V形风道散热；导电正极板的内侧风道Ⅰ、导电负极板的内侧风道Ⅱ和塑料保护罩的内侧轴向风道对应；在导电正极板上设有外侧风道，在导电正极板内侧有腹板散热齿，在腹板散热齿上设有散热筋，在导电正极板上压铸有B+螺杆孔和六个整流二极管安装孔Ⅰ；在导电正极板的外部设有二颗整流二极管，在导电正极板的内部设有四颗整流二极管，内部的四颗整流二极管靠近腹板散热齿处，在导电正极板的内侧设有两个B+输出接口；导电负极板与电机后固定盖不贴合散热，背面设有散热齿，在导电负极板上压铸有外部三、内部三共六个二极管安装孔Ⅱ；在导电负极板上外部装有三颗整流二极管，内部装有三颗整流二极管，间距相对均匀，周围设有散热齿；汇流桥支架通过汇流条和M5螺母一起注塑，形成定子线连接螺纹，在汇流条上折弯设有汇流条焊片, 汇流条桥架的汇流条与整流二极管引线采用单面点焊连接；汇流桥支架装在导电正极板上方，与发电机定子线连接螺纹水平连接固定。
2.根据权利要求1所述的一种高效扁线发电机整流器结构，其特征在于：所述的径向V形风道进风冷却导电负极板背面和发电机后固定盖，保护罩内侧轴向风道进风冷却导电正极板和导电负极板内侧与正面。
3.根据权利要求1所述的一种高效扁线发电机整流器结构，其特征在于：所述塑料保护罩的内侧轴向风道与导电正极板的内侧风道Ⅰ和导电负极板的内侧风道Ⅱ相同，外侧有其它风道；所述塑料保护罩内侧采用两个B+输出点固定，外侧采用与汇流桥支架安装孔处外边缘形成塑料卡扣固定。
4.根据权利要求1所述的一种高效扁线发电机整流器结构，其特征在于：所述的导电正极板通过正向塑料保护罩的轴向风道和外侧轴向风道进风散热，导电正极板的内侧风道与保护罩的内侧轴向风道对应，导电正极板的腹板散热齿上的散热筋，在不影响产品安装和组装工艺下，延伸到整流器二极管孔周围。
5.根据权利要求1所述的一种高效扁线发电机整流器结构，其特征在于：所述导电负极板背面散热齿呈发射状V形，在不影响产品安装和组装工艺下，形成V形风道；导电负极板正面和内侧通过轴向风散热；导电负极板的内侧风道与塑料保护罩的内侧轴向风道对应。
6.根据权利要求1所述的一种高效扁线发电机整流器结构，其特征在于：在所述的汇流桥支架的汇流条的单面点焊处设有凸筋，凸筋为圆弧凸起，高度在为0.3mm。
7.根据权利要求1所述的一种高效扁线发电机整流器结构，其特征在于：所述的汇流桥支架的汇流条与整流二极管在切线方向点焊，汇流桥支架与定子线连接螺纹为M5，采用塑料支架注塑螺母结构，在汇流桥支架上设有通风孔，保证轴向风流可冷却导电正极板。
8.根据权利要求1所述的一种高效扁线发电机整流器结构，其特征在于：所述的汇流桥支架上的汇流条焊接片与整流二极管孔的半径方向平行。
9.根据权利要求1所述的一种高效扁线发电机整流器结构，其特征在于：所述的汇流桥支架的汇流条与整流二极管引线采用电阻焊连接。
10.根据权利要求1所述的一种高效扁线发电机整流器的装配方法，其特征在于：是通过以下步骤实现的：
（一）先开发一种压铸导电正极板，模具成型时，压铸有内侧腹板式散热齿，形成正极板内侧风道；外侧有导电正极板外侧风道，压铸有外二、内四，共六个二极管孔，再压铸出导电正极板B+螺杆孔；同时压铸有六个安装孔，压铸后的二极管孔和B+螺杆孔需机加工保证尺寸；
（二）再开发一种压铸导电负极板，模具成型时，导电负极板反面有导电负极板散热齿，形成径向V形风道，内侧有导电负极板内侧风道；同时压铸有外三、内三共六个二极管孔；同时压铸有六个安装孔；
（三）其次开发一种注塑中间支撑绝缘支架，模具成型时做有开放式塑料保护管，其为台阶形状；
（四）然后开发一种冲压成型汇流条，其上折弯有汇流条焊片，在焊片折弯成型前，使用挤压成型汇流条焊点凸筋；
（五）再开发一种注塑汇流桥支架，使用汇流条和M5螺母一起注塑，形成定子线连接螺纹，同时成型支架端塑料保护罩卡扣，和六个安装孔；
（六）再然后开发一种注塑塑料保护罩，成型时做有保护罩内侧轴向风道和保护罩外侧轴向风道，同时注塑两个导电片，与整流器B+螺杆配合，外侧成型两个倒扣与支架端塑料保护罩卡扣配合；
（七）使用开发的导电正极板，使用压装夹具，把六颗正整流二极管和两个正极输出螺杆压装到导电正极板上，形成正极板组件；
（八）使用开发的导电负极板，使用压装夹具，把六颗负整流二极管压装到导电负极板上形成负极板组件；
（九）把正极板组件、负极板组件、中间支撑绝缘支架和汇流桥支架装配一起，其中三个安装孔用三个管状铆钉铆接成一体，再用电阻焊机把整流二极管引线焊接到汇流桥支架的汇流条焊片上，使整流二极管引线与汇流条焊点凸筋形成焊接点，形成电流回路，形成整流器；
（十）把整流器装配到发电机后固定盖支撑凸台上，使导电负极板和发电机固定后盖形成径向V形风道，使用六个固定螺钉把整流器锁紧在发电机后端盖上，再装上调节器，后把开发的塑料保护罩装配在整流器上，两点与B+螺杆装配在一起，外侧两个卡扣与支架端塑料保护罩卡扣形成倒扣固定；塑料保护罩整流器侧下表面与导电负极板的上表面齐平，保证径向V形风道的畅通；正向保护罩内侧轴向风道、导电正极板内侧风道和导电负极板内侧风道是对应的，保证内侧风道的畅通和对导电正极板及导电负极板内侧的冷却和发电机内部的冷却。
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