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文檔簡介
1、電機(jī)及拖動實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)械及自動化工程系第一章 電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)的基本要求和安全操作規(guī)程1-1 實(shí)驗(yàn)的基本要求 電機(jī)及電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)課的目的在于培養(yǎng)學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法與操作技能。培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,?shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)設(shè)備擬定實(shí)驗(yàn)線路,選擇所需儀表,確定實(shí)驗(yàn)步驟,測取所需數(shù)據(jù),進(jìn)行分析研究,得出必要結(jié)論,從而完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在整個實(shí)驗(yàn)過程中,必須集中精力,及時認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)?,F(xiàn)按實(shí)驗(yàn)過程提出下列基本要求。 一、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)復(fù)習(xí)教科書有關(guān)章節(jié),認(rèn)真研讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,了解
2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?xiàng)目、方法與步驟,明確實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意的問題(有些內(nèi)容可到實(shí)驗(yàn)室對照實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí),如熟悉組件的編號,使用及其規(guī)定值等),并按照實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目準(zhǔn)備記錄抄表等。 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)寫好預(yù)習(xí)報(bào)告,經(jīng)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)為確實(shí)作好了實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備,方可開始作實(shí)驗(yàn)。 認(rèn)真作好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作,對于培養(yǎng)同學(xué)獨(dú)立工作能力,提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量和保護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備都是很重要的。 二、實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行 1、建立小組,合理分工每次實(shí)驗(yàn)都以小組為單位進(jìn)行,每組由23人組成,實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中的接線、調(diào)節(jié)負(fù)載、保持電壓或電流、記錄數(shù)據(jù)等工作每人應(yīng)有明確的分工,以保證實(shí)驗(yàn)操作協(xié)調(diào),記錄數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。 2、選擇組件和儀表 實(shí)驗(yàn)前先熟悉該次實(shí)驗(yàn)所用的組件,記錄電機(jī)銘牌
3、和選擇儀表量程,然后依次排列組件和儀表便于測取數(shù)據(jù)。 3、按圖接線 根據(jù)實(shí)驗(yàn)線路圖及所選組件、儀表、按圖接線,線路力求簡單明了,按接線原則是先接串聯(lián)主回路,再接并聯(lián)支路。為查找線路方便,每路可用相同顏色的導(dǎo)線或插頭。 4、起動電機(jī),觀察儀表 在正式實(shí)驗(yàn)開始之前,先熟悉儀表刻度,并記下倍率,然后按一定規(guī)范起動電機(jī),觀察所有儀表是否正常(如指針正、反向是否超滿量程等)。如果出現(xiàn)異常,應(yīng)立即切斷電源,并排除故障;如果一切正常,即可正式開始實(shí)驗(yàn)。 5、測取數(shù)據(jù) 預(yù)習(xí)時對電機(jī)的試驗(yàn)方法及所測數(shù)據(jù)的大小作到心中有數(shù)。正式實(shí)驗(yàn)時,根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟逐次測取數(shù)據(jù)。 6、認(rèn)真負(fù)責(zé),實(shí)驗(yàn)有始有終 實(shí)驗(yàn)完畢,須將數(shù)據(jù)交指
4、導(dǎo)教師審閱。經(jīng)指導(dǎo)教師認(rèn)可后,才允許拆線并把實(shí)驗(yàn)所用的組件、導(dǎo)線及儀器等物品整理好。 三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)報(bào)告是根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)和在實(shí)驗(yàn)中觀察和發(fā)現(xiàn)的問題,經(jīng)過自己分析研究或分析討論后寫出的心得體會。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要簡明扼要、字跡清楚、圖表整潔、結(jié)論明確。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括以下內(nèi)容: 1) 實(shí)驗(yàn)名稱、專業(yè)班級、學(xué)號、姓名、實(shí)驗(yàn)日期、室溫。 2) 列出實(shí)驗(yàn)中所用組件的名稱及編號,電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)(PN、UN、IN、nN)等。 3) 列出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并繪出實(shí)驗(yàn)時所用的線路圖,并注明儀表量程,電阻器阻值,電源端編號等。 4) 數(shù)據(jù)的整理和計(jì)算 5) 按記錄及計(jì)算的數(shù)據(jù)用坐標(biāo)紙畫出曲線,圖紙尺寸不小于8cm×8c
5、m,曲線要用曲線尺或曲線板連成光滑曲線,不在曲線上的點(diǎn)仍按實(shí)際數(shù)據(jù)標(biāo)出。 6) 根據(jù)數(shù)據(jù)和曲線進(jìn)行計(jì)算和分析,說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論是否符合,可對某些問題提出一些自己的見解并最后寫出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)寫在一定規(guī)格的報(bào)告紙上,保持整潔。 7) 每次實(shí)驗(yàn)每人獨(dú)立完成一份報(bào)告,按時送交指導(dǎo)教師批閱。 實(shí)驗(yàn)一 直流發(fā)電機(jī) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握用實(shí)驗(yàn)方法測定直流發(fā)電機(jī)的各種運(yùn)行特性,并根據(jù)所測得的運(yùn)行特性評定該被試電機(jī)的有關(guān)性能。 2、通過實(shí)驗(yàn)觀察并勵發(fā)電機(jī)的自勵過程和自勵條件。 二、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 1、什么是發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性?在求取直流發(fā)電機(jī)的特性曲線時,哪些物理量應(yīng)保持不變,哪些物理量應(yīng)測取。 2、
6、做空載特性實(shí)驗(yàn)時,勵磁電流為什么必須保持單方向調(diào)節(jié)? 3、并勵發(fā)電機(jī)的自勵條件有哪些?當(dāng)發(fā)電機(jī)不能自勵時應(yīng)如何處理? 4、如何確定復(fù)勵發(fā)電機(jī)是積復(fù)勵還是差復(fù)勵? 三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 1、他勵發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn) (1)測空載特性 保持n=nN使IL=0,測取U0=f(If)。 (2)測外特性 保持n=nN使If=IfN ,測取U=f(IL)。 (3)測調(diào)節(jié)特性 保持n=nN使U=UN,測取If=f(IL)。 2、并勵發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn) (1)觀察自勵過程 (2)測外特性 保持n=nN使Rf2=常數(shù),測取U=f(IL)。 3、復(fù)勵發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn) 積復(fù)勵發(fā)電機(jī)外特性 保持n=nN使Rf2常數(shù),測取Uf(IL)。 四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
7、及掛件排列順序1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導(dǎo)軌、測速發(fā)電機(jī)及轉(zhuǎn)速表1 臺2DJ23校正直流測功機(jī)1 臺3DJ13直流復(fù)勵發(fā)電機(jī)1 臺4D31直流電壓、毫安、安培表2 件5D44可調(diào)電阻器、電容器1 件6D51波形測試及開關(guān)板1 件7D42三相可調(diào)電阻器1 件 2、屏上掛件排列順序 D31、D44、D31、D42、D51 五、實(shí)驗(yàn)方法 1、他勵直流發(fā)電機(jī) 圖11直流他勵發(fā)電機(jī)接線圖 按圖1-1接線。圖中直流發(fā)電機(jī)G選用DJ13,其額定值PN100W,UN200V,IN0.5A,nN16
8、00r/min。校正直流測功機(jī)MG作為G的原動機(jī)(按他勵電動機(jī)接線)。MG、G及TG由聯(lián)軸器直接連接。開關(guān)S選用D51組件。Rf1選用D44的1800變阻器,Rf2 選用D42的900變阻器,并采用分壓器接法。R1選用D44的180變阻器。R2為發(fā)電機(jī)的負(fù)載電阻選用D42,采用串并聯(lián)接法(900與900電阻串聯(lián)加上900與900并聯(lián)),阻值為2250。當(dāng)負(fù)載電流大于0.4 A時用并聯(lián)部分,而將串聯(lián)部分阻值調(diào)到最小并用導(dǎo)線短接。直流電流表、電壓表選用D31、并選擇合適的量程。 (1)測空載特性 1)把發(fā)電機(jī)G的負(fù)載開關(guān)S打開,接通控制屏上的勵磁電源開關(guān),將Rf2調(diào)至使G勵磁電壓最小的位置。 2)
9、使MG電樞串聯(lián)起動電阻R1阻值最大,Rf1阻值最小。仍先接通控制屏下方左邊的勵磁電源開關(guān),在觀察到MG的勵磁電流為最大的條件下,再接通控制屏下方右邊的電樞電源開關(guān),起動直流電動機(jī)MG,其旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)符合正向旋轉(zhuǎn)的要求。 3)電動機(jī)MG起動正常運(yùn)轉(zhuǎn)后,將MG電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至最小值 ,將MG的電樞電源電壓調(diào)為220V,調(diào)節(jié)電動機(jī)磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1,使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)額定值,并在以后整個實(shí)驗(yàn)過程中始終保持此額定轉(zhuǎn)速不變。 4)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁分壓電阻Rf2,使發(fā)電機(jī)空載電壓達(dá)U01.2UN為止。 5)在保持n=nN1600r/min條件下,從U01.2UN 開始,單方向調(diào)節(jié)分壓器電阻Rf2使發(fā)電機(jī)勵磁電
10、流逐次減小,每次測取發(fā)電機(jī)的空載電壓U0和勵磁電流If,直至If0(此時測得的電壓即為電機(jī)的剩磁電壓)。 6)測取數(shù)據(jù)時U0UN和If0兩點(diǎn)必測,并在U0UN 附近測點(diǎn)應(yīng)較密。 7)共測取78組數(shù)據(jù),記錄于表1-1中表1-1 n=nN1600r/min IL=0U0(V) If(mA) (2)測外特性 1)把發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻R2調(diào)到最大值,合上負(fù)載開關(guān)S。 2)同時調(diào)節(jié)電動機(jī)的磁場調(diào)節(jié)
11、電阻Rf1,發(fā)電機(jī)的分壓電阻Rf2 和負(fù)載電阻R2使發(fā)電機(jī)的ILIN,UUN,n=nN,該點(diǎn)為發(fā)電機(jī)的額定運(yùn)行點(diǎn),其勵磁電流稱為額定勵磁電流IfN,記錄該組數(shù)據(jù)。 3)在保持n=nN和IfIfN 不變的條件下,逐次增加負(fù)載電阻R2,即減小發(fā)電機(jī)負(fù)載電流IL,從額定負(fù)載到空載運(yùn)行點(diǎn)范圍內(nèi),每次測取發(fā)電機(jī)的電壓U和電流IL,直到空載(斷開開關(guān)S,此時IL=0),共取6-7組數(shù)據(jù),記錄于表1-2中。表1-2 nnN r/min IfIfN mAU(V) IL(A)
12、0; (3)測調(diào)整特性 1)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的分壓電阻Rf2,保持n=nN,使發(fā)電機(jī)空載達(dá)額定電壓。 2)在保持發(fā)電機(jī)n=nN條件下,合上負(fù)載開關(guān)S,調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2,逐次增加發(fā)電機(jī)輸出電流IL,同時相應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁電流If,使發(fā)電機(jī)端電壓保持額定值UUN。 3)從發(fā)電機(jī)的空載至額定負(fù)載范圍內(nèi)每次測取發(fā)電機(jī)的輸出電流IL和勵磁電流If,共取5-6組數(shù)據(jù)記錄于表1-3中。表1-3 n=nN r/min UUN VIL(A) If(mA)
13、 2、并勵發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn) (1)觀察自勵過程 1)使電機(jī)MG停機(jī),這時必須先切斷電樞電源,然后斷開勵磁電源。同時必須將電樞串聯(lián)的起動電阻R1調(diào)回到最大植,勵磁回路串聯(lián)的電阻調(diào)回到最小值。給下次起動作好準(zhǔn)備。在斷電的條件下將發(fā)電機(jī)G的勵磁方式從他勵改為并勵,接線如圖1-2所示。Rf2選用D42的900電阻兩只相串聯(lián)并調(diào)至最大阻值,打開開關(guān)S。 2)起動電動機(jī),這時須將勵磁回路串聯(lián)的電阻Rf1調(diào)至最小,先接通勵磁電源,使勵磁電流最大,同時必須將電樞串聯(lián)起動電阻R1調(diào)至最大,然后方可接通電樞電源。使電動機(jī)正常起動。起動后,將起動電阻調(diào)至零。再調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速,使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速n=n
14、N,用直流電壓表量發(fā)電機(jī)是否有剩磁電壓,若無剩磁電壓,可將并勵繞組改接成他勵方式進(jìn)行充磁。 3)合上開關(guān)S逐漸減小Rf2,觀察發(fā)電機(jī)電樞兩端的電壓,若電壓逐漸上升,說明滿足自勵條件。如果不能自勵建壓,將勵磁回路的兩個端頭對調(diào)聯(lián)接即可。 4)對應(yīng)著一定的勵磁電阻,逐步降低發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速,使發(fā)電機(jī)電壓隨之下降,直至電壓不能建立,此時的轉(zhuǎn)速即為臨界轉(zhuǎn)速。 (2)測外特性 圖12直流并勵發(fā)電機(jī)接線圖 1)按圖1-2接線。調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2到最大,合上負(fù)載開關(guān)S。 2)調(diào)節(jié)電動機(jī)的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1、發(fā)電機(jī)的磁場調(diào)節(jié)
15、電阻Rf2和負(fù)載電阻R2,使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、輸出電壓和電流三者均達(dá)額定值,即n=nN,U=UN,IL=IN。 3)保持此時Rf2的值和n=nN不變,逐次減小負(fù)載,直至IL=0,從額定到空載運(yùn)行范圍內(nèi)每次測取發(fā)電機(jī)的電壓U和電流IL。 4)共取6-7組數(shù)據(jù),記錄于表1-4中。表1-4 nnN r/min Rf2常值 U(V) IL(A) 3、復(fù)勵發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn) (1)積復(fù)勵和差復(fù)勵的判別 1)接線如圖1-3所示,Rf2選用D42的180
16、0阻值。C1、C2為串勵繞組。 2)合上開關(guān)S1將串勵繞組短接,使發(fā)電機(jī)處于并勵狀態(tài)運(yùn)行,按上述并勵發(fā)電機(jī)外特性試驗(yàn)方法,調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電流IL=0.5IN。 3)打開短路開關(guān)S1,在保持發(fā)電機(jī)n, Rf2 和R2 不變的條件下,觀察發(fā)電機(jī)端電壓的變化,若此時電壓升高即為積復(fù)勵,若電壓降低則為差復(fù)勵。 圖13直流復(fù)勵發(fā)電機(jī)接線圖 4)如要把差復(fù)勵發(fā)電機(jī)改為積復(fù)勵 ,對調(diào)串勵繞組接線即可。 (2)積復(fù)勵發(fā)電機(jī)的外特性 1)實(shí)驗(yàn)方法與測取并勵發(fā)電機(jī)的外特性相同。先將發(fā)電機(jī)調(diào)到額定運(yùn)行點(diǎn),n=nN,U=UN,IL=IN。 2)保持
17、此時的Rf2 和n=nN不變,逐次減小發(fā)電機(jī)負(fù)載電流,直至IL=0。 3)從額定負(fù)載到空載范圍內(nèi),每次測取發(fā)電機(jī)的電壓U和電流IL,共取6-7組數(shù)據(jù),記錄于表1-5中。 表1-5 nnN r/min Rf2常數(shù)U(V) IL(A) 五、注意事項(xiàng) 1、直流電動機(jī)MG起動時,要注意須將R1調(diào)到最大,Rf1調(diào)到最小,先接通勵磁電源,觀察到勵磁電流If1為最大后,接通電樞電源,MG起動運(yùn)轉(zhuǎn)。起動完畢,應(yīng)將R1調(diào)到最小。 2
18、、做外特性時,當(dāng)電流超過0.4A時,R2中串聯(lián)的電阻調(diào)至零并用導(dǎo)線短接,以免電流過大引起變阻器損壞。 六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1、根據(jù)空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出空載特性曲線,由空載特性曲線計(jì)算出被試電機(jī)的飽和系數(shù)和剩磁電壓的百分?jǐn)?shù)。 2、在同一座標(biāo)紙上繪出他勵、并勵和復(fù)勵發(fā)電機(jī)的三條外特性曲線。分別算出三種勵磁方式的電壓變化率: 并分析差異原因。 3、繪出他勵發(fā)電機(jī)調(diào)整特性曲線,分析在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不變的條件下,為什么負(fù)載增加時,要保持端電壓不變,必須增加勵磁電流的原因。 七、思考題 1、并勵發(fā)電機(jī)不能建立電壓有哪些原因? 2、在發(fā)電機(jī)一電動機(jī)組成的機(jī)組中,當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)載增加時,為什么機(jī)組的轉(zhuǎn)速會變低?為了保持發(fā)電機(jī)
19、的轉(zhuǎn)速n=nN,應(yīng)如何調(diào)節(jié)? 實(shí)驗(yàn)二 直流并勵電動機(jī) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握用實(shí)驗(yàn)方法測取直流并勵電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性。 2、掌握直流并勵電動機(jī)的調(diào)速方法。 二、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 1、什么是直流電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性? 2、直流電動機(jī)調(diào)速原理是什么? 三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 1、工作特性和機(jī)械特性 保持U=UN和If=IfN不變,測取n、T2、=f(Ia)、n=f(T2)。 2、調(diào)速特性 (1)改變電樞電壓調(diào)速 保持U=UN、If=IfN=常數(shù),T2=常數(shù),測取n=f(Ua)。 (2)改變勵磁電流調(diào)速 保持U=UN,T2=常數(shù),測取n=f(If)。 (3)觀察能耗制動過程 四、實(shí)驗(yàn)方法 1、
20、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 序號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導(dǎo)軌、測速發(fā)電機(jī)及轉(zhuǎn)速表1臺2DJ23校正直流測功機(jī)1臺3DJ15直流并勵電動機(jī)1臺4D31直流電壓、毫安、電流表2件5D42三相可調(diào)電阻器1件6D44可調(diào)電阻器、電容器1件7D51波形測試及開關(guān)板1件 2、屏上掛件排列順序 D31、D42、D51、D31、D44 3、并勵電動機(jī)的工作特性和機(jī)械特性 1)按圖2-1接線。校正直流測功機(jī) MG按他勵發(fā)電機(jī)連接,在此作為直流電動機(jī)M的負(fù)載,用于測量電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和輸出功率。Rf1選用D44的1800阻值。Rf2 選用D42的900串聯(lián)900共1800阻值。R1用D44的180阻值。R2選用D42的9
21、00串聯(lián)900再加900并聯(lián)900共2250阻值。 圖21 直流并勵電動機(jī)接線圖 2)將直流并勵電動機(jī)M的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至最小值,電樞串聯(lián)起動電阻R1調(diào)至最大值,接通控制屏下邊右方的電樞電源開關(guān)使其起動,其旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)符合轉(zhuǎn)速表正向旋轉(zhuǎn)的要求。 3)M起動正常后,將其電樞串聯(lián)電阻R1調(diào)至零,調(diào)節(jié)電樞電源的電壓為220V,調(diào)節(jié)校正直流測功機(jī)的勵磁電流If2為校正值(50mA或100 mA),再調(diào)節(jié)其負(fù)載電阻R2和電動機(jī)的磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1,使電動機(jī)達(dá)到額定值:UUN,IIN,nnN。此時M的勵磁電流If即為額定
22、勵磁電流IfN。 4)保持UUN,If=IfN,If2為校正值不變的條件下,逐次減小電動機(jī)負(fù)載。測取電動機(jī)電樞輸入電流Ia,轉(zhuǎn)速n和校正電機(jī)的負(fù)載電流IF(由校正曲線查出電動機(jī)輸出對應(yīng)轉(zhuǎn)矩T2)。共取數(shù)據(jù)9-10組,記錄于表2-1中。表21 UUN V If=IfN= mA If2= mA 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)Ia(A) n(r/min) IF(A)
23、 T2(N·m) 計(jì)算數(shù)據(jù)P2(W) P1(W) () &
24、#160; n() 4、調(diào)速特性 (1)改變電樞端電壓的調(diào)速 1)直流電動機(jī)M運(yùn)行后,將電阻R1調(diào)至零,If2調(diào)至校正值,再調(diào)節(jié)負(fù)載電阻R2、電樞電壓及磁場電阻Rf1,使M的U=UN,I=0.5IN,IfIfN記下此時MG的IF值。 2)保持此時的IF值(即T2值)和IfIfN不變,逐次增加R1的阻值,降低電樞兩端的電壓Ua,使R1從零調(diào)至最大值,每次測取電動機(jī)的端電壓Ua,轉(zhuǎn)速n和電樞電流Ia。 3)共取數(shù)據(jù)8-9組,記錄于表2-2中表22 IfIfN mA T2 N·mUa(V)
25、0; n(r/min) Ia(A) (2)改變勵磁電流的調(diào)速 1)直流電動機(jī)運(yùn)行后,將M的電樞串聯(lián)電阻R1和磁場調(diào)節(jié)電阻Rf1調(diào)至零,將MG的磁場調(diào)節(jié)電阻If2調(diào)至校正值,再調(diào)節(jié)M的電樞電源調(diào)壓旋鈕和MG的負(fù)載,使電動機(jī)M的U=UN,I0.5IN記下此時的IF值。2)保持此時MG的IF值(T2值)和M的UUN不變,逐次增加磁場電阻阻值:直至n1.3nN,每次測取電動機(jī)的n、
26、If和Ia。共取 78組記錄于表23中。表23 UUN V T2 N·mn(r/min) If(mA) Ia(A) 五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1、由表2-1計(jì)算出P2和,并給出n、T2、f(Ia)及nf(T2)的特性曲線。 電動機(jī)輸出功率: P20.105nT2 式中輸出轉(zhuǎn)矩T2的單位為N.m(由If2及IF值,從校
27、正曲線T2=f(IF)查得),轉(zhuǎn)速n的單位為r/min。 電動機(jī)輸入功率: P1=UI 輸入電流: I=Ia+IfN 電動機(jī)效率: 由工作特性求出轉(zhuǎn)速變化率:2、繪出并勵電動機(jī)調(diào)速特性曲線nf(Ua)和n=f(If)。實(shí)驗(yàn)三 單相變壓器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、通過空載和短路實(shí)驗(yàn)測定變壓器的變比和參數(shù)。 2、通過負(fù)載實(shí)驗(yàn)測取變壓器的運(yùn)行特性。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 1、變壓器的空載和短路實(shí)驗(yàn)有什么特點(diǎn)?實(shí)驗(yàn)中電源電壓一般加在哪一方較合適? 2、在空載和短路實(shí)驗(yàn)中,各種儀表應(yīng)怎樣聯(lián)接才能使測量誤差最?。?3、如何用實(shí)驗(yàn)方法測定變壓器的鐵耗及銅耗。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 1、空載實(shí)驗(yàn) 測取空載特性U0=f(I0)
28、,P0=f(U0) , cos0=f(U0)。 2、短路實(shí)驗(yàn) 測取短路特性UK=f(IK),PK=f(IK), cosK=f(IK)。 3、負(fù)載實(shí)驗(yàn) (1)純電阻負(fù)載 保持U1=UN,cos2=1的條件下,測取U2=f(I2)。 (2)阻感性負(fù)載 保持U1=UN,cos2=0.8的條件下,測取U2=f(I2)。四、實(shí)驗(yàn)方法1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 序號型 號名 稱數(shù) 量1D33交流電壓表1件2D32交流電流表1件3D34-3單三相智能功率、功率因數(shù)表1件4DJ11三相組式變壓器1件5D42三相可調(diào)電阻器1件6D43三相可調(diào)電抗器1件7D51波形測試及開關(guān)板1件 2、屏上排列順序 D33、D32、
29、D34-3、DJ11、D42、D43 圖3-1 空載實(shí)驗(yàn)接線圖 3、空載實(shí)驗(yàn) 1)在三相調(diào)壓交流電源斷電的條件下,按圖3-1接線。被測變壓器選用三相組式變壓器DJ11中的一只作為單相變壓器,其額定容量 PN=77W,U1N/U2N=220/55V,I1N/I2N=0.35/1.4A。變壓器的低壓線圈a、x接電源,高壓線圈A、X開路。2)選好所有電表量程。將控制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕向逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底,即將其調(diào)到輸出電壓為零的位置。 3)合上交流電源總開關(guān),按下“開”按鈕,便接通了三相交流電源。調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器旋鈕,使變
30、壓器空載電壓U0=1.2UN ,然后逐次降低電源電壓,在1.20.2UN 的范圍內(nèi),測取變壓器的U0、I0、P0。 4)測取數(shù)據(jù)時,U=UN點(diǎn)必須測,并在該點(diǎn)附近測的點(diǎn)較密,共測取數(shù)據(jù)7-8組。記錄于表3-1中。5)為了計(jì)算變壓器的變比,在UN以下測取原方電壓的同時測出副方電壓數(shù)據(jù)也記錄于表3-1中。 表3-1序號實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)U0(V)I0(A)P0(W)UAX(V)cos0
31、0; 4、短路實(shí)驗(yàn) 1)按下控制屏上的“關(guān)”按鈕,切斷三相調(diào)壓交流電源,按圖3-2接線(以后每次改接線路,都要關(guān)斷電源)。將變壓器的高壓線圈接電源,低壓線圈直接短路。 圖3-2
32、短路實(shí)驗(yàn)接線圖2)選好所有電表量程,將交流調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置。 3)接通交流電源,逐次緩慢增加輸入電壓,直到短路電流等于1.1IN 為止,在(0.21.1)IN范圍內(nèi)測取變壓器的UK、IK、PK。 4)測取數(shù)據(jù)時,IK=IN點(diǎn)必須測,共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-2中。實(shí)驗(yàn)時記下周圍環(huán)境溫度()。表3-2 室溫 序號實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)計(jì) 算 數(shù) 據(jù)UK(V)IK(A)PK(W)cosK
33、; 5、負(fù)載實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)線路如圖3-3所示。變壓器低壓線圈接電源,高壓線圈經(jīng)過開關(guān)S1和S2,接到負(fù)載電阻RL和電抗XL上。RL選用D42上900加上900共1800阻值,XL選用D43,功率因數(shù)表選用D34-3,開關(guān)S1和S2選用D51掛箱 圖3-3 負(fù)載實(shí)驗(yàn)接線圖
34、 (1)純電阻負(fù)載 1)將調(diào)壓器旋鈕調(diào)到輸出電壓為零的位置,S1、S2打開,負(fù)載電阻值調(diào)到最大。 2)接通交流電源,逐漸升高電源電壓,使變壓器輸入電壓U1=UN。 3)保持U1=UN,合上S1,逐漸增加負(fù)載電流,即減小負(fù)載電阻RL的值,從空載到額定負(fù)載的范圍內(nèi),測取變壓器的輸出電壓U2和電流I2。 4)測取數(shù)據(jù)時,I2=0和I2=I2N=0.35A必測,共取數(shù)據(jù)6-7組,記錄于表3-3中。表3-3 cos2=1 U1=UN= V序 號 U2(V)
35、0; I2(A) (2)阻感性負(fù)載(cos2=0.8) 1)用電抗器XL和RL并聯(lián)作為變壓器的負(fù)載,S1、S2打開,電阻及電抗值調(diào)至最大。 2)接通交流電源,升高電源電壓至U1=U1N 3)合上S1、S2,在保持U1=UN及cos2=0.8條件下,逐漸增加負(fù)載電流,從空載到額定負(fù)載的范圍內(nèi),測取變壓器U2和I2。 4)測取數(shù)據(jù)時,其I2=0,I2=I2N兩點(diǎn)必測,共測取數(shù)據(jù)6-7組記錄于表3-4中。 表3-4 cos2=0.8 U1=UN= V序 號
36、160; U2(V) I2(A) 五、注意事項(xiàng)1、在變壓器實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)注意電壓表、電流表、功率表的合理布置及量程選擇。 2、短路實(shí)驗(yàn)操作要快,否則線圈發(fā)熱引起電阻變化。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1、計(jì)算變比 由空載實(shí)驗(yàn)測變壓器的原副方電壓的數(shù)據(jù),分別計(jì)算出變比,然后取其平均值作為變壓器的變比K。 K=UAX/Uax 2、繪出空載特性曲線和計(jì)算激磁參數(shù) (1)繪出空載特性曲線U0=f(I0),P0=f(U0),cos0=f(U
37、0)。式中: (2)計(jì)算激磁參數(shù) 從空載特性曲線上查出對應(yīng)于U0=UN時的I0和P0值,并由下式算出激磁參數(shù) 3、繪出短路特性曲線和計(jì)算短路參數(shù) (1)繪出短路特性曲線UK=f(IK) 、PK=f(IK)、cosK=f(IK)。 (2)計(jì)算短路參數(shù) 從短路特性曲線上查出對應(yīng)于短路電流IK=IN時的UK和PK值由下式算出實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度為()時的短路參數(shù)。 折算到低壓方 由于短路電阻rK隨溫度變化,因此,算出的短路電阻應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)換算到基準(zhǔn)工作溫度75時的阻值。 式中:234.5為銅導(dǎo)線的常數(shù),若用鋁導(dǎo)線常數(shù)應(yīng)
38、改為228。 計(jì)算短路電壓(阻抗電壓)百分?jǐn)?shù) IK=IN時短路損耗PKN= IN2rK75 4、利用空載和短路實(shí)驗(yàn)測定的參數(shù),畫出被試變壓器折算到低壓方的“T”型等效電路。 5、變壓器的電壓變化率 (1)繪出cos2=1和 cos2=0.8兩條外特性曲線U2=f(I2),由特性曲線計(jì)算出I2=I2N 時的電壓變化率 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)求出的參數(shù),算出I2=I2N、cos2=1和I2=I2N、cos2=0.8時的電壓變化率u。 將兩種計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,并分析不同性質(zhì)的負(fù)載對變壓器輸出電壓U2的影響。 6、繪出被試變壓器的效率特性曲線 (1)用間接法算出cos2=0.8不同負(fù)
39、載電流時的變壓器效率,記錄于表3-5中。 式中: PKN為變壓器IK=IN時的短路損耗(W); P0為變壓器U0=UN 時的空載損耗(W)。 為副邊電流標(biāo)么值 表3-5 cos2=0.8 P0= W PKN= WI*2P2(W)0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 (2)由計(jì)算數(shù)據(jù)繪出變壓器的效率曲線=f(I*2)。 (3)計(jì)算被試變壓器=max時的負(fù)載系數(shù)m。 實(shí)驗(yàn)四 三相變壓器的聯(lián)接組一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握用實(shí)驗(yàn)方法測定三相
40、變壓器的極性。 2、掌握用實(shí)驗(yàn)方法判別變壓器的聯(lián)接組。 3、觀察三相變壓器不同繞組聯(lián)接法和不同鐵心結(jié)構(gòu)對空載電流和電勢波形的影響。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 1、聯(lián)接組的定義。為什么要研究聯(lián)接組。國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接組有哪幾種。 2、如何把Y/Y-12聯(lián)接組改成Y/Y-6聯(lián)接組以及把Y/-11改為Y/-5聯(lián)接組。 3、在不對稱短路情況下,哪種聯(lián)接的三相變壓器電壓中點(diǎn)偏移較大。 4、三相變壓器繞組的連接法和磁路系統(tǒng)對空載電流和電勢波形的影響。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 1、測定極性 2、連接并判定以下聯(lián)接組 (1) Y/Y-12 (2) Y/Y-6 (3) Y/-11 (4) Y/-5 3、觀察不同連接法和不同鐵心結(jié)構(gòu)對空載
41、電流和電勢波形的影響。 四、實(shí)驗(yàn)方法 1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號型號名 稱數(shù) 量1D33交流電壓表1件2D32交流電流表1件3D34-3單三相智能功率、功率因數(shù)表1件4DJ11三相組式變壓器1件5DJ12三相心式變壓器1件6D51波形測試,開關(guān)板1件7 單蹤示波器(另配)1臺 2、屏上排列順序 D33、D32、D34-3、DJ12、DJ11、D51 3、測定極性 (1) 測定相間極性 被測變壓器選用三相心式變壓器DJ12,用其中高壓和低壓兩組繞組,額定容量PN=152/152W,UN=220/55V,IN=0.4/1.6A,Y/Y接法。測得阻值大的為高壓繞組,用A、B、C、X、Y、Z標(biāo)記。低壓
42、繞組標(biāo)記用a、b、c、x、y、z。 1) 按圖4-1接線。A、X接電源的U、V兩端子,Y、Z短接。 2) 接通交流電源,在繞組A、X間施加約50%UN的電壓。 3) 用電壓表測出電壓UBY、UCZ、UBC,若UBC=UBY-UCZ,則首末端標(biāo)記正確;若UBC=UBY+UCZ,則標(biāo)記不對。須將B、C兩相任一相繞組的首末端標(biāo)記對調(diào)。 4) 用同樣方法,將B、C兩相中的任一相施加電壓,另外兩相末端相聯(lián),定出每相首、末端正確的標(biāo)記。 4-1 測定相間極性接線圖 (2) 測定原、副方極性
43、; 圖4-2 測定原、副方極性接線圖 1) 暫時標(biāo)出三相低壓繞組的標(biāo)記a、b、c、x、y、z,然后按圖4-2接線,原、副方中點(diǎn)用導(dǎo)線相連。 2) 高壓三相繞組施加約50%的額定電壓,用電壓表測量電壓UAX、UBY、UCZ、Uax、Uby、Ucz、UAa、UBb、UCc,若UAa=UAx-Uax,則A相高、低壓繞組同相,并且首端A與a端點(diǎn)為同極性。若UAa=UAX+Uax,則A與a 端點(diǎn)為異極性。 3) 用同樣的方法判別出B、b、C、c兩相原、副方的極性。 4) 高低壓三相繞組的極性確定后,根據(jù)要求連接出不同的聯(lián)接組。 4、檢驗(yàn)聯(lián)接組 (1) Y/Y-12
44、160; 圖4-3 Y/Y-12聯(lián)接組 ()接線圖 ()電勢相量圖按圖4-3接線。A、a兩端點(diǎn)用導(dǎo)線聯(lián)接,在高壓方施加三相對稱的額定電壓,測出UAB、Uab、UBb、UCc及UBc,將數(shù)據(jù)記錄于表4-1中。表4-1 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)計(jì) 算 數(shù) 據(jù)UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V) 根據(jù)Y/Y-12聯(lián)接組的電勢相量圖可知: 為線電壓之比 若用兩式計(jì)算出的電壓UBb,UCc,UBc的數(shù)值與實(shí)驗(yàn)測取的數(shù)值相同,則
45、表示繞組連接正確,屬Y/Y-12聯(lián)接組。 (2) Y/Y-6 圖4-4 Y/Y-6聯(lián)接組 ()接線圖 ()電勢相量圖將Y/Y-12聯(lián)接組的副方繞組首、末端標(biāo)記對調(diào),A、a兩點(diǎn)用導(dǎo)線相聯(lián),如圖4-4所示。按前面方法測出電壓UAB、Uab、UBb、UCc及UBc,將數(shù)據(jù)記錄于表 4- 2中。表4-2 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)計(jì) 算 數(shù) 據(jù)UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V) UBb(V)UCc(V)UBc(V)
46、0; 根據(jù)Y/Y-6聯(lián)接組的電勢相量圖可得 若由上兩式計(jì)算出電壓UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實(shí)測相同,則繞組連接正確,屬于Y/Y-6聯(lián)接組。 (3)Y/-11 按圖 4-5接線。A、a兩端點(diǎn)用導(dǎo)線相連,高壓方施加對稱額定電壓,測取UAB、Uab、UBb、UCc及UBc,將數(shù)據(jù)記錄于表4-3中 圖4-5 Y/-11聯(lián)接組 ()接線圖 ()電勢相量圖表4-3 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)計(jì) 算 數(shù) 據(jù)UAB(V)Uab(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V)
47、60; 根據(jù)Y/-11聯(lián)接組的電勢相量可得 若由上式計(jì)算出的電壓UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實(shí)測值相同,則繞組連接正確,屬Y/-11聯(lián)接組。 (4) Y/-5 將Y/-11聯(lián)接組的副方繞組首、末端的標(biāo)記對調(diào),如圖4-6所示。實(shí)驗(yàn)方法同前,測取UAB、Uab、UBb、UCc和UBc,將數(shù)據(jù)記錄于表4-4中。 圖4-6 Y/-5聯(lián)接組 ()接線圖 ()電勢相量圖表4-4 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)計(jì) 算 數(shù) 據(jù)UAB(V)Uab(V
48、)UBb(V)UCc(V)UBc(V)UBb(V)UCc(V)UBc(V) 根據(jù)Y/-5聯(lián)接組的電勢相量圖可得 若由上式計(jì)算出的電壓UBb、UCc、UBc的數(shù)值與實(shí)測相同,則繞組聯(lián)接正確,屬于Y/-5聯(lián)接組。 實(shí)驗(yàn)五 三相鼠籠異步電動機(jī)的工作特性一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握用日光燈法測轉(zhuǎn)差率的方法。 2、掌握三相異步電動機(jī)的空載、堵轉(zhuǎn)和負(fù)載試驗(yàn)的方法。 3、用直接負(fù)載法測取三相鼠籠式異步電動機(jī)的工作特性。 4、測定三相鼠籠式異步電動機(jī)的參數(shù)。二、預(yù)習(xí)要點(diǎn) 1、用日光燈法測轉(zhuǎn)
49、差率是利用了日光燈的什么特性? 2、異步電動機(jī)的工作特性指哪些特性? 3、異步電動機(jī)的等效電路有哪些參數(shù)?它們的物理意義是什么? 4、工作特性和參數(shù)的測定方法。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 1、測定電機(jī)的轉(zhuǎn)差率。 2、測量定子繞組的冷態(tài)電阻。 3、判定定子繞組的首末端. 4、空載實(shí)驗(yàn)。 5、短路實(shí)驗(yàn)。 6、負(fù)載實(shí)驗(yàn)。四、實(shí)驗(yàn)方法1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 序 號型 號名 稱數(shù) 量1DD03導(dǎo)軌、測速發(fā)電機(jī)及轉(zhuǎn)速表1件2DJ23校正過的直流電機(jī)1件3DJ16三相鼠籠異步電動機(jī)1件4D33交流電壓表1件5D32交流電流表1件6D34-3單三相智能功率、功率因數(shù)表1件7D31直流電壓、毫安、安培表1件8D42三相可調(diào)
50、電阻器1件9D51波形測試及開關(guān)板1件 2、屏上掛件排列順序 D33、D32、D34-3、D31、D42、D51 三相鼠籠式異步電機(jī)的組件編號為DJ16。 3、用日光燈法測定轉(zhuǎn)差率 日光燈是一種閃光燈,當(dāng)接到50Hz電源上時,燈光每秒閃亮100次,人的視覺暫留時間約為十分之一秒左右,故用肉眼觀察時日光燈是一直發(fā)亮的,我們就利用日光燈這一特性來測量電機(jī)的轉(zhuǎn)差率。 (1)異步電機(jī)選用編號為DJ16的三相鼠籠異步電動機(jī)(UN=220V,接法)極數(shù)2P=4。直接與測速發(fā)電機(jī)同軸聯(lián)接,在DJ16和測速發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器上用黑膠布包一圈,再用四張白紙條(寬度約為3毫米),均勻地貼在黑膠布上。 (2)由于電機(jī)的同
51、步轉(zhuǎn)速為 ,而日光燈閃亮為100次/秒,即日光燈閃亮一次,電機(jī)轉(zhuǎn)動四分之一圈。由于電機(jī)軸上均勻貼有四張白紙條,故電機(jī)以同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時,肉眼觀察圖案是靜止不動的(這個可以用直流電動機(jī)DJ15、DJ23和三相同步電機(jī)DJ18來驗(yàn)證)。 (3)開啟電源,打開控制屏上日光燈開關(guān),調(diào)節(jié)調(diào)壓器升高電動機(jī)電壓,觀察電動機(jī)轉(zhuǎn)向,如轉(zhuǎn)向不對應(yīng)停機(jī)調(diào)整相序。轉(zhuǎn)向正確后,升壓至220V,使電機(jī)起動運(yùn)轉(zhuǎn),記錄此時電機(jī)轉(zhuǎn)速。 (4)因三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速,故燈光每閃亮一次圖案逆電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向落后一個角度,用肉眼觀察圖案逆電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向緩慢移動。 (5)按住控制屏報(bào)警記錄“復(fù)位”鍵,手松開之后開始觀察圖案后移的圈
52、數(shù),計(jì)數(shù)時間可訂的短一些(一般取30秒)。將觀察到的數(shù)據(jù)記錄于表5-1中。 (6)停機(jī)。將調(diào)壓器調(diào)至零位,關(guān)斷電源開關(guān)。 表5-1N(轉(zhuǎn))t(秒)S(轉(zhuǎn)差率)n(轉(zhuǎn)/分) 轉(zhuǎn)差率 式中 t為計(jì)數(shù)時間,單位為秒。 N為t秒內(nèi)圖案轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。 f1為電源頻率,50Hz。 (7)將計(jì)算出的轉(zhuǎn)差率與實(shí)際觀測到的轉(zhuǎn)速算出的轉(zhuǎn)差率比較。 4、判定定子繞組的首末端 圖5-1 三相交流繞組首末端測定 先用萬用表測出各相繞組的兩個線端,將其中的任意兩相繞組串聯(lián),如圖5-2所示。將控
53、制屏左側(cè)調(diào)壓器旋鈕調(diào)至零位,開啟電源總開關(guān),按下“開”按鈕,接通交流電源。調(diào)節(jié)調(diào)壓旋鈕,并在繞組端施以單相低電壓U=80100V,注意電流不應(yīng)超過額定值,測出第三相繞組的電壓, 如測得的電壓值有一定讀數(shù),表示兩相繞組的末端與首端相聯(lián),如圖5-1(a)所示。反之,如測得電壓近似為零,則兩相繞組的末端與末端(或首端與首端)相聯(lián),如圖5-1(b)所示。用同樣方法測出第三相繞組的首末端。 6、空載實(shí)驗(yàn) 1) 按圖5-2接線。電機(jī)繞組為接法(UN=220V),直接與測速發(fā)電機(jī)同軸聯(lián)接,負(fù)載電機(jī)DJ23不接。 2) 把交流調(diào)壓器調(diào)至電壓最小位置,接通電源,逐漸升高電壓,使電機(jī)起動旋轉(zhuǎn),觀察電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。并
54、使電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向符合要求( 如轉(zhuǎn)向不符合要求需調(diào)整相序時,必須切斷電源)。3) 保持電動機(jī)在額定電壓下空載運(yùn)行數(shù)分鐘,使機(jī)械損耗達(dá)到穩(wěn)定后再進(jìn)行試驗(yàn)。 圖5-2 三相鼠籠式異步電動機(jī)試驗(yàn)接線圖 4) 調(diào)節(jié)電壓由1.2倍額定電壓開始逐漸降低電壓,直至電流或功率顯著增大為止。在這范圍內(nèi)讀取空載電壓、空載電流、空載功率。 5) 在測取空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時,在額定電壓附近多測幾點(diǎn),共取數(shù)據(jù)79 組記錄于表5-2中。 表5-2序號U0L(V)I0L(A)P0(W)cos0UABUBCUCAU0LIAIBICI0LPP P0
55、0; 7、短路實(shí)驗(yàn) 1) 測量接線圖同圖5-3。
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