JPS61150682A - インバ−タ駆動誘導電動機の保護方式 - Google Patents
インバ−タ駆動誘導電動機の保護方式Info
- Publication number
- JPS61150682A JPS61150682A JP27722784A JP27722784A JPS61150682A JP S61150682 A JPS61150682 A JP S61150682A JP 27722784 A JP27722784 A JP 27722784A JP 27722784 A JP27722784 A JP 27722784A JP S61150682 A JPS61150682 A JP S61150682A
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- motor
- signal
- current
- braking
- overvoltage
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
- H02P3/18—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor
- H02P3/24—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor by applying dc to the motor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野〕
本発明は、電圧形周波数変換装置を用いて電動機を駆動
する場合の、電動機及び負荷装置の保護装置に関するも
のである。
する場合の、電動機及び負荷装置の保護装置に関するも
のである。
電圧形インバータ装置を用いて、電動機を駆動する場合
、電動機の急減速や負荷装置の異常によって、装置が通
口生状態となり、インバータ装置の直流部が過電圧とな
ることがある。
、電動機の急減速や負荷装置の異常によって、装置が通
口生状態となり、インバータ装置の直流部が過電圧とな
ることがある。
この過電圧からインバータ装置を保護する手段としては
、回生回路による回生電力の電源への回生、あるいは装
置の容量が比較的小さな場合には、回生電力処理抵抗に
よる回生電力の消費などがある。しかし、回生回路や回
生電力処理抵抗の処理能力を超えた電力が回生された場
合には、前記保護手段ではインバータ装置を過電圧から
保護することができない。
、回生回路による回生電力の電源への回生、あるいは装
置の容量が比較的小さな場合には、回生電力処理抵抗に
よる回生電力の消費などがある。しかし、回生回路や回
生電力処理抵抗の処理能力を超えた電力が回生された場
合には、前記保護手段ではインバータ装置を過電圧から
保護することができない。
このようなことから一般にインバータ装置には装置直流
部の電圧を検出し、基準値と比較し、仮に検出電圧が基
準を超えていればアラーム信号を送出し、出力駆動信号
をブロックし装置の出力パワー素子を金相ブロックする
ことでより以上の回生が生じないようにする過電圧保護
回路がある。
部の電圧を検出し、基準値と比較し、仮に検出電圧が基
準を超えていればアラーム信号を送出し、出力駆動信号
をブロックし装置の出力パワー素子を金相ブロックする
ことでより以上の回生が生じないようにする過電圧保護
回路がある。
しかしながら、この保護回路が作動すると電動機は惰走
状態になる。また、前述のアラーム信号は通常完全に自
己保持され、外部からリセットしない限り解除されない
。つまり電動機が惰走状態から停止するには、負荷状態
などで左右される停止時間を必要とし、この間は無制御
状態となってしまう。
状態になる。また、前述のアラーム信号は通常完全に自
己保持され、外部からリセットしない限り解除されない
。つまり電動機が惰走状態から停止するには、負荷状態
などで左右される停止時間を必要とし、この間は無制御
状態となってしまう。
そこで、例えば主軸駆動に前述のようなインバータ装置
を用いる場合を考えると、前述の保護装置の作動という
状態は、負荷装置に異常が発生したと判断する方が自然
である。即ち、そのような場合には速やかに電動機を停
止させる必要があるが、前述の保護回路はすでに述べた
ようにインバータ装置の保護を行なうのみであるので、
例えば外付けで非常用ブレーキ装置を必要とし、回路構
成が複雑になるなどの問題がある。この非常用ブレーキ
装置は、一般に直流電源と電流制限用抵抗で構成されて
おり、過電圧を検出するとインバータ運転信号をブロッ
クし、モータ端子を非常用ブレーキ装置に切り替え、電
動機に、直流電圧と電流制限用抵抗で決まる直流電流を
印加し、制動を行なう。
を用いる場合を考えると、前述の保護装置の作動という
状態は、負荷装置に異常が発生したと判断する方が自然
である。即ち、そのような場合には速やかに電動機を停
止させる必要があるが、前述の保護回路はすでに述べた
ようにインバータ装置の保護を行なうのみであるので、
例えば外付けで非常用ブレーキ装置を必要とし、回路構
成が複雑になるなどの問題がある。この非常用ブレーキ
装置は、一般に直流電源と電流制限用抵抗で構成されて
おり、過電圧を検出するとインバータ運転信号をブロッ
クし、モータ端子を非常用ブレーキ装置に切り替え、電
動機に、直流電圧と電流制限用抵抗で決まる直流電流を
印加し、制動を行なう。
しかしながら、回転数検出装置の装備されていない電圧
形インバータの駆動システムでは電動機の停止を確認す
る手段は人間の目で行なう方法しかなかった。そのため
人間がブレーキ装置を切り替えるまで、制動電流は印加
されつづけ、電動機の加熱あるいは電流制限用抵抗の加
熱を引き起こしていた。
形インバータの駆動システムでは電動機の停止を確認す
る手段は人間の目で行なう方法しかなかった。そのため
人間がブレーキ装置を切り替えるまで、制動電流は印加
されつづけ、電動機の加熱あるいは電流制限用抵抗の加
熱を引き起こしていた。
また、可動範囲が限定されている駆動系では、例えばス
ライドレール上の装置を移動させるような用途の場合、
左右(前後)方向には移動限界点があるが、前述のよう
な過電圧保護作動中は強制的な停止動作が行なわれない
ので、装置の衝突事故も十分考えられる。
ライドレール上の装置を移動させるような用途の場合、
左右(前後)方向には移動限界点があるが、前述のよう
な過電圧保護作動中は強制的な停止動作が行なわれない
ので、装置の衝突事故も十分考えられる。
本発明は、前述のような過電圧保護回路の作動時の電動
機の惰走による事故か゛ら、電動機及びその周辺装置を
保護するとともに、制動電流の印加時間を最適化するこ
とを目的とするものである。
機の惰走による事故か゛ら、電動機及びその周辺装置を
保護するとともに、制動電流の印加時間を最適化するこ
とを目的とするものである。
本発明は、電動機を駆動するための出力を制御するため
の電圧形周波数変換装置と、変換器の直流部の過電圧検
出手段と、この過電圧検出により変換器駆動信号を停止
するとともに電動機に制動電流を印加して変換器を過電
圧から保護する過電圧保護手段とを備えた構成とするこ
とにより上記問題点を解決したものである。
の電圧形周波数変換装置と、変換器の直流部の過電圧検
出手段と、この過電圧検出により変換器駆動信号を停止
するとともに電動機に制動電流を印加して変換器を過電
圧から保護する過電圧保護手段とを備えた構成とするこ
とにより上記問題点を解決したものである。
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。
第1図(alは、電圧形インバータの基本構成を示した
ものである。この図ではコンバータ部は省略している。
ものである。この図ではコンバータ部は省略している。
第1図(b)は本発明による保護装置の基本構成ブロッ
ク図である。
ク図である。
第1図+alにおいて1は主回路コンデンサ、2〜7は
出力用パワー素子、8は電動機、9はベース駆動回路で
ある。また第1図(b)において、10は絶縁アンプ、
11は比較器、12は基準電圧、14は電流検出部、1
5はパルス発生部、16はリミッタ部、17は出力信号
セレクタ部を示している。
出力用パワー素子、8は電動機、9はベース駆動回路で
ある。また第1図(b)において、10は絶縁アンプ、
11は比較器、12は基準電圧、14は電流検出部、1
5はパルス発生部、16はリミッタ部、17は出力信号
セレクタ部を示している。
、 変換装置の過電圧の検出は、主回路コンデンサ1
の両端の電圧(A)を検出し、絶縁アンプ10で主回路
から絶縁した後、比較器11で基準電圧12との比較を
行ない、検出電圧が基準電圧を超えれば、比較器IIは
アラーム信号を送出する。
の両端の電圧(A)を検出し、絶縁アンプ10で主回路
から絶縁した後、比較器11で基準電圧12との比較を
行ない、検出電圧が基準電圧を超えれば、比較器IIは
アラーム信号を送出する。
出力信号セレクタ部17は、アラーム信号りを受信する
と、ベース駆動信号を、それまで送出していたPWM信
号から、パルス発生部15から送られてくる直流制動信
号に切り替える。
と、ベース駆動信号を、それまで送出していたPWM信
号から、パルス発生部15から送られてくる直流制動信
号に切り替える。
直流制動信号でスイッチングする相は、U相(出力素子
2)、V相(出力素子5)のような組み合わせであれば
任意に選択でき、予め設定しておくことができる。
2)、V相(出力素子5)のような組み合わせであれば
任意に選択でき、予め設定しておくことができる。
直流制動信号は、第2図で示されるような矩形波パルス
列信号である。このパルス信号のデユーティa/b(%
) (但しaはオン時間、bは周期である)を変化させ
ることによって、制動力及び制動電流が変化する。制動
電流はまた、パルス信号のデユーティが同一でも、電動
機のインダクタンス分によって変化する。制動電流は大
きい程制動力が大きくなるのであるが、変換器の過電流
定格を超えないように調節しなければならない。
列信号である。このパルス信号のデユーティa/b(%
) (但しaはオン時間、bは周期である)を変化させ
ることによって、制動力及び制動電流が変化する。制動
電流はまた、パルス信号のデユーティが同一でも、電動
機のインダクタンス分によって変化する。制動電流は大
きい程制動力が大きくなるのであるが、変換器の過電流
定格を超えないように調節しなければならない。
そこで、第1図のブロック図に示すようにモータ電流(
あるいは直流部電流)(B)を検出し、その検出値の大
きさにに応じてパルス信号のデユーティを制御すること
によって、過電流になることを防止する。
あるいは直流部電流)(B)を検出し、その検出値の大
きさにに応じてパルス信号のデユーティを制御すること
によって、過電流になることを防止する。
一般に変換装置は、それ自体の過電流保護のためモータ
電流(あるいは直流部電流)の検出を行なっているので
、改めて電流検出器を付加する必要はなく、前述の検出
値を流用することでよい。
電流(あるいは直流部電流)の検出を行なっているので
、改めて電流検出器を付加する必要はなく、前述の検出
値を流用することでよい。
リミッタ16は、パルス信号のデユーティに上限、下限
を与えるもので、変換装置と電動機容量がミスマツチの
ときに、制動電流が過大になるのを防止する。
を与えるもので、変換装置と電動機容量がミスマツチの
ときに、制動電流が過大になるのを防止する。
直流制動は、電動機停、止信号によって動作を停止し、
変換装置は待機状態になり制動停止が完了する。
変換装置は待機状態になり制動停止が完了する。
次に電動機停止信号発生回路(停止検出回路)について
説明する。
説明する。
第3図は、電動機停止信号発生回路の基本ブロック図で
ある。過電圧検出によりアラーム信号が送出され、制動
開始と同時にタイマ19がカウントを始める。タイマ1
9は予め設定された制動時間をカウントすると、出力セ
レクト信号を出力信号セレクト部に送出し、ベース駆動
信号を直流制動信号からPWM信号に切り替える。PW
M信号はPWM信号発生器20によって作られる極低速
(3〜5Hz)の正転駆動用パルス信号である。惰走あ
るいは停止状態の電動機にこのような正転信号を印加す
ると、電動機と信号の周波数の関係によって、例えば電
動機の周波数(回転数)が信号より高い場合は装置は回
生状態となり、低い場合には装置は駆動状態とする。回
生時は出力側から直流電源側へ流れる、いわゆる回生電
流が主体、駆動時は直流電源側から出力側へ流れる電流
が主体となるが、この2つの電流は向きが反対であり、
この直流電流の向きを検出すれば、電動機の状態を判定
できる。この動作を行なうのが符号判定回路18である
。前述のタイマ19のタイムアンプ信号によって符号判
定回路18は直流電流の符号(=向き)を判定し、駆動
状態に対応する符号であれば電動機は停止あるいは極低
速まで減速したとして、前述の停止検出信号を送出し、
インバータを待機状態にする。また回生状態に対応する
符号であれば、電動機は未だ十分減速していないとして
、再びタイマ19をセットし、同時に出力セレクト信号
を操作してベース駆動信号をPWM信号から直流制動信
号に切り替え、再び制動動作を41続する。以後は、電
動機の停止が判定されるまで以上の手順が−り返される
。
ある。過電圧検出によりアラーム信号が送出され、制動
開始と同時にタイマ19がカウントを始める。タイマ1
9は予め設定された制動時間をカウントすると、出力セ
レクト信号を出力信号セレクト部に送出し、ベース駆動
信号を直流制動信号からPWM信号に切り替える。PW
M信号はPWM信号発生器20によって作られる極低速
(3〜5Hz)の正転駆動用パルス信号である。惰走あ
るいは停止状態の電動機にこのような正転信号を印加す
ると、電動機と信号の周波数の関係によって、例えば電
動機の周波数(回転数)が信号より高い場合は装置は回
生状態となり、低い場合には装置は駆動状態とする。回
生時は出力側から直流電源側へ流れる、いわゆる回生電
流が主体、駆動時は直流電源側から出力側へ流れる電流
が主体となるが、この2つの電流は向きが反対であり、
この直流電流の向きを検出すれば、電動機の状態を判定
できる。この動作を行なうのが符号判定回路18である
。前述のタイマ19のタイムアンプ信号によって符号判
定回路18は直流電流の符号(=向き)を判定し、駆動
状態に対応する符号であれば電動機は停止あるいは極低
速まで減速したとして、前述の停止検出信号を送出し、
インバータを待機状態にする。また回生状態に対応する
符号であれば、電動機は未だ十分減速していないとして
、再びタイマ19をセットし、同時に出力セレクト信号
を操作してベース駆動信号をPWM信号から直流制動信
号に切り替え、再び制動動作を41続する。以後は、電
動機の停止が判定されるまで以上の手順が−り返される
。
一般に電動機の回転数と指令信号が大きく食い;衾−1
いス温春I!;苗堂のV/T;’L’上スC)W■イテ
芸を与えると定格の数倍以上にも及ぶ過電流が流れるこ
とがあり、この過電流によって過電流保護回路が作動し
、本来の制動動作を停止させる可能性がある。そこでリ
ミッタ22により、まず直流(モータ)電流を検出し、
その検出値によって、PWM発生回路のPWMパターン
を調節し、PWM信号のV/Fにリミットを与えること
で過電流が流れるのを防止している。リミッタに使用す
る直流(モータ)電流は、改めて検出器を付加して検出
する必要はなく、一般にインバータ装置が過電流保護の
ために備えている検出器を流用すればよい。
いス温春I!;苗堂のV/T;’L’上スC)W■イテ
芸を与えると定格の数倍以上にも及ぶ過電流が流れるこ
とがあり、この過電流によって過電流保護回路が作動し
、本来の制動動作を停止させる可能性がある。そこでリ
ミッタ22により、まず直流(モータ)電流を検出し、
その検出値によって、PWM発生回路のPWMパターン
を調節し、PWM信号のV/Fにリミットを与えること
で過電流が流れるのを防止している。リミッタに使用す
る直流(モータ)電流は、改めて検出器を付加して検出
する必要はなく、一般にインバータ装置が過電流保護の
ために備えている検出器を流用すればよい。
電動機の停止の判定を行なう場合、前述のように直流電
流の符号を用いる方法の他に、直流部電圧の変化を検出
する方法がある。即ち、前述のように3〜5Hzの運転
指令を与えたとき、電動機が未だ高い回転数で回転して
いれば、装置は回生状態となり、直流部電圧は上昇する
。すでに停止あるいは極低速まで減速していれば直流部
電圧は変化しないか、低下するかである。この変化を利
用し、直流都電圧が上昇すれば、回生状態即ち再制動が
必要と判定し、変化しなければ停止あるいは十分低速に
なったとして制動完了と判定する手段もある。
流の符号を用いる方法の他に、直流部電圧の変化を検出
する方法がある。即ち、前述のように3〜5Hzの運転
指令を与えたとき、電動機が未だ高い回転数で回転して
いれば、装置は回生状態となり、直流部電圧は上昇する
。すでに停止あるいは極低速まで減速していれば直流部
電圧は変化しないか、低下するかである。この変化を利
用し、直流都電圧が上昇すれば、回生状態即ち再制動が
必要と判定し、変化しなければ停止あるいは十分低速に
なったとして制動完了と判定する手段もある。
第1図のブロック図で示される制動回路及び第3図のブ
ロック図で示される停止検出回路の実現方法としては、
種々考えられるが、例えば第4図のようにCPUを用い
ると、信号発生機能、デユーティ制御機能など、すべて
ソフトウェアで構成できる。同図において、24及び2
5はそれぞれ検出した電圧及び電流をディジタル信号に
変換す4A/Dコンバータ、26はマイクロプロセッサ
、27は過電圧発生時にインバータPWM信号から直流
制動信号に切り替える信号セレクタである。
ロック図で示される停止検出回路の実現方法としては、
種々考えられるが、例えば第4図のようにCPUを用い
ると、信号発生機能、デユーティ制御機能など、すべて
ソフトウェアで構成できる。同図において、24及び2
5はそれぞれ検出した電圧及び電流をディジタル信号に
変換す4A/Dコンバータ、26はマイクロプロセッサ
、27は過電圧発生時にインバータPWM信号から直流
制動信号に切り替える信号セレクタである。
上述したように本発明によれi、他のブレーキ装置等を
付加することなく、過電圧保護回路が作動したときに、
電動機に直流制動電流を印加し、電動機の惰走状態を防
止して電動機を保護することができるという効果を奏す
るものである。
付加することなく、過電圧保護回路が作動したときに、
電動機に直流制動電流を印加し、電動機の惰走状態を防
止して電動機を保護することができるという効果を奏す
るものである。
第1図は電圧形インバータ及び本発明による保護装置の
基本構成を示すブロック図、第2図は直流制動電流の波
形図、第3図は本発明の電動機停止信号発生回路の基本
構成を示すブロック図、第4図は本発明による制動回路
及び停止検出回路をマイクロコンピュータで構成した場
合の基本構成を示すブロック図である。 1:主回路コンデンサ 2〜7:出力用パワー素子 8:電動機 9:ベース駆動回路 lO:絶縁アンプ 11:比較基 12:基準電圧 14:電流検出部 15:パルス発生部 16:リミッタ部 17:出力信号セレクタ部 18:符号判定回路 19:タイマー 20 : PWM発生器 21=出力信号セレクタ部 22:リミッタ 24.25:A/Dコンバータ 26:マイクロプロセッサ 27:信号セレクタ 特許出願人 株式会社 安用電機製作所仕 種 大
小 堀 益 (ほか1名)第2図 一−−−−モータ電5It変イ6 第3図 層8 第4図
基本構成を示すブロック図、第2図は直流制動電流の波
形図、第3図は本発明の電動機停止信号発生回路の基本
構成を示すブロック図、第4図は本発明による制動回路
及び停止検出回路をマイクロコンピュータで構成した場
合の基本構成を示すブロック図である。 1:主回路コンデンサ 2〜7:出力用パワー素子 8:電動機 9:ベース駆動回路 lO:絶縁アンプ 11:比較基 12:基準電圧 14:電流検出部 15:パルス発生部 16:リミッタ部 17:出力信号セレクタ部 18:符号判定回路 19:タイマー 20 : PWM発生器 21=出力信号セレクタ部 22:リミッタ 24.25:A/Dコンバータ 26:マイクロプロセッサ 27:信号セレクタ 特許出願人 株式会社 安用電機製作所仕 種 大
小 堀 益 (ほか1名)第2図 一−−−−モータ電5It変イ6 第3図 層8 第4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、電動機を駆動するための出力を制御するための電圧
形周波数変換装置と、変換器の直流部の過電圧検出手段
と、この過電圧検出により変換器駆動信号を停止すると
ともに電動機に制動電流を印加して変換器を過電圧から
保護する過電圧保護手段とを備えたインバータ駆動誘導
電動機の保護方式。 2、前記過電圧保護手段においては、制動中の電動機の
制動電流を一時停止して、低周波の運転指令を与え、直
流電流の極性あるいは直流電圧の増減により、その時の
電動機が回生状態あるいは駆動状態であるかを判断し、
回生状態であれば再び制動電流を印加して制動を継続し
、駆動状態であれば電動機を停止状態あるいは極低速状
態に達したと判断して制動動作を停止する構成とした特
許請求の範囲第1項記載のインバータ駆動誘導電動機の
保護方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27722784A JPS61150682A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | インバ−タ駆動誘導電動機の保護方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27722784A JPS61150682A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | インバ−タ駆動誘導電動機の保護方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61150682A true JPS61150682A (ja) | 1986-07-09 |
Family
ID=17580588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27722784A Pending JPS61150682A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | インバ−タ駆動誘導電動機の保護方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61150682A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2615335A1 (fr) * | 1987-05-12 | 1988-11-18 | Kone Elevator Gmbh | Procede et dispositif pour le freinage d'un moteur a cage d'ecureuil |
EP0685925A1 (de) * | 1994-06-01 | 1995-12-06 | Vickers Incorporated | Servomotor |
WO2008004178A2 (en) * | 2006-07-04 | 2008-01-10 | Nxp B.V. | Method for controlling a deceleration process of a dc motor and controller |
EP2320556A3 (en) * | 2009-11-04 | 2015-02-18 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Power converter device |
-
1984
- 1984-12-25 JP JP27722784A patent/JPS61150682A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2615335A1 (fr) * | 1987-05-12 | 1988-11-18 | Kone Elevator Gmbh | Procede et dispositif pour le freinage d'un moteur a cage d'ecureuil |
EP0685925A1 (de) * | 1994-06-01 | 1995-12-06 | Vickers Incorporated | Servomotor |
WO2008004178A2 (en) * | 2006-07-04 | 2008-01-10 | Nxp B.V. | Method for controlling a deceleration process of a dc motor and controller |
WO2008004178A3 (en) * | 2006-07-04 | 2008-05-08 | Nxp Bv | Method for controlling a deceleration process of a dc motor and controller |
US8030861B2 (en) | 2006-07-04 | 2011-10-04 | Nxp B.V. | Method for controlling a deceleration process of a DC motor and controller |
EP2320556A3 (en) * | 2009-11-04 | 2015-02-18 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Power converter device |
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