注塑机变频节能系统EMC解决方案
87. 如何在电机控制系统中解决EMC问题?

87. 如何在电机控制系统中解决EMC问题?87、如何在电机控制系统中解决 EMC 问题?在当今的工业和科技领域,电机控制系统的应用日益广泛,从工厂自动化生产线到智能家居设备,从电动汽车到航空航天领域,都离不开电机控制系统的身影。
然而,随着电子设备的集成度越来越高,电磁兼容性(EMC)问题逐渐成为了电机控制系统设计和应用中的一个关键挑战。
如果不能妥善解决 EMC 问题,电机控制系统可能会出现误动作、性能下降甚至故障,同时还可能对周围的电子设备产生干扰,影响整个系统的正常运行。
那么,如何在电机控制系统中有效地解决EMC 问题呢?首先,我们需要了解什么是 EMC 问题以及它在电机控制系统中是如何产生的。
EMC 是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
在电机控制系统中,EMC 问题主要源于电机的运行过程。
电机在工作时,会产生电磁辐射,如磁场、电场等。
同时,电机的启动、停止和调速等操作也会引起电流和电压的快速变化,从而产生电磁脉冲。
此外,电机控制系统中的电力电子器件,如变频器、驱动器等,在开关过程中也会产生高频噪声。
这些电磁干扰源如果不能得到有效的抑制和处理,就会通过电源线、信号线、地线等传播途径,对系统内部的其他电路以及周围的电子设备产生影响。
为了解决电机控制系统中的 EMC 问题,我们可以从硬件和软件两个方面入手。
在硬件方面,合理的电路设计是关键。
首先,要选择合适的电子元件和器件。
例如,在选择电容器时,应考虑其电容值、耐压值、等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)等参数,以确保其能够有效地滤波和抑制高频噪声。
在选择电感时,要注意其电感量、饱和电流和直流电阻等参数,以保证其在工作过程中的稳定性和可靠性。
其次,要优化电路板的布局和布线。
电源线和地线应尽量加粗,以减小电阻和电感,提高电源的稳定性和抗干扰能力。
信号线应尽量远离电源线和功率线,避免交叉和平行布线,以减少信号之间的串扰。
电力电子系统的EMC问题与解决方案

电力电子系统的EMC问题与解决方案电力电子系统的电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)问题是指在电磁环境下,电力电子系统正常工作所需的电磁环境条件,以及电力电子系统对外界电磁环境的产生的电磁干扰的抵抗能力。
在电力电子系统的设计和应用过程中,EMC问题是一个不可避免的挑战。
本文将介绍电力电子系统的EMC问题,并探讨一些解决方案。
一、电力电子系统的EMC问题电力电子系统在运行过程中会产生电磁波,这些电磁波会辐射到周围环境中,对其他设备和系统产生干扰。
同时,电力电子系统也会受到来自外部电磁波的干扰,影响其正常工作。
这些问题都属于电力电子系统的EMC问题。
1. 电磁辐射问题电力电子系统在工作时会产生高频电磁波,如开关电源、变频器和整流器等,这些高频电磁波会通过导线、辐射、波导等途径传播到周围环境中,对其他设备和系统造成干扰。
特别是在无线通信系统和医疗设备等对电磁波敏感的环境中,电磁辐射问题尤为重要。
2. 电磁感受问题电力电子系统对外界电磁波的感受性也是一个重要问题。
当电力电子系统暴露在高强度电磁场的环境中时,会受到来自电磁波的干扰,从而影响其正常工作。
例如,在雷电或强磁场环境下,电力电子系统可能会出现故障或损坏。
二、解决电力电子系统的EMC问题的方案为了解决电力电子系统的EMC问题,需要采取一系列的技术手段和措施。
以下是一些常见的解决方案:1. 地线设计地线是电力电子系统中的重要部分,它能够消除电磁干扰并提高系统的EMC性能。
在地线设计中,需要合理布置和连接地线,建立良好的接地系统,使系统的电磁能量得到合理的分配和消耗,从而减少电磁辐射和提高抗干扰能力。
2. 滤波器设计在电力电子系统中安装滤波器可以有效地减少电磁辐射和抑制电磁干扰。
滤波器能够在电源和负载之间形成一个衰减效应,阻止高频电磁波的传播,从而减少对其他设备的干扰。
3. 接地设计良好的接地设计能够有效地降低电磁辐射和提高系统的抗干扰能力。
变频器中电路的EMC方案设计

变频器中电路的EMC方案设计
1 主回路吸收电路与di/dt抑制电路
整流电路在输入侧要接抗雷击过电压或操作过电压吸收电路,这种吸收电路由星形连接的高频、高压电容器(如470p/2Kv)和压敏电阻(如
20k/1Kv)组成,具体电路见图1中R1、R2、R3 和C1、C2、C3。
逆变器部分在高频开关状态时,产生电压尖脉冲,如果不加以处理将损坏IGBT模块、干扰驱动电路。
采用吸收电路可以抑制电压尖脉冲,当前变频器中常用的吸收电路有三种形式,如图2 所示,根据所用开关器件和功率等级来选择使用。
图2 IGBT常用吸收电路
2 控制及驱动电路的电路板EMC设计
现代通用变频器的控制电路均已微处理器为核心的数字电路。
性能完善、功能丰富、集成度高、运算速度高、体积紧凑。
带来的问题是控制电路板设计的小体积、高密度、高速信号布线,解决干扰问题成为设计中的棘手问题,下面给出变频器用电路板EMC设计实践中的若干措施。
1)印制板(PCB)上存在的电磁干扰及产生原因
电磁干扰可分为两类:内部干扰和外部干扰。
PCB上的电磁兼容问题。
注塑机变频节能技术探讨

注 塑机 的工作过 程是 一个循 环连 续 的 通过使 用变频器来 控制油泵 电机 , 这样 系统 ,完 整的 注塑机 的工 作过程 主要 由合 传统 注塑 机能 源流失 的 问题就 可 以从 根 本 模、 填充、 保压、 冷却 、 脱模等程序组成。在这 上得到有效解决 。当整个注塑流程 系统 流量 个系统 的工作 中 , 每一个 流程都有不 同的时 需求发生 改变时 , 油泵 电机 的转速 也随之 变 间和压力 , 其 中合模所 需要 的压力 稍高 , 但 化 ,就能使定量 油泵 的供 油量发 生改变 , 做 是 持续 的时间却不需要很 长 ; 注射这个 过程 到按需供给 , 能使 变频器 能用 电功 率因数提 中所需要 的压力 比较高 , 但是 持续 的时间极 高到 9 5 %以上 , 极 大改 善 电网 品质 , 有 效节 短; 保 压这个过程 中需要 的压力也要 高 , 持 约注 塑机 系统大 量 的电能 ,减少 了无 功损 续时间也不是很长; 而冷却和塑化的过程中 耗 。 注塑机节能控制 系统 对注塑机本身的流 需 要 的压力低 , 持续 的 时间也 比较 长 , 差不 量 信号 、 工作 压力 、 工作 状态 等进行 自动 跟 多要 占到整个注塑周期 的四成 到六成左 右 ; 踪, 根据获得的实时信息控制变频器的运行 脱模 过程 中所需要 的压力要稍 稍高一点 , 需 以精 确调节油泵 的转速 , 做到 实际供油量 与 要 的时间不是很 长。 注塑机的 电耗主要归纳 工作需 求流量保持 大体一致 , 既能满足生 产 为几 点 : 注 塑机 加热器 的电能 消耗 、 冷 却系 需要 , 又 能节省 成本 , 使产 品更具 有 市场 竞 统 中水泵 的电能消耗 、 液 压系统油 泵的 电能 争力 。 消耗 ; 其 中液压 油泵用 电量 大约 占了整个注 3注塑 机节能变频器的控制原理 塑机用 电量 的八成 以上 , 所 以降低液压 油泵 根据注 塑机 注塑成型 的工 艺要求 , 通过 耗 电量 才是 注塑 机液 压系统 节能 改造 的关 利用 电气控 制系统 以及 同步信号 , 将电液 比 键 之处 。 例控制 系统模 拟成负载跟 踪控制 系统 , 将油 1注塑机 液压 系统节 能改 造 的可行 性 泵 电机 的实 际转 速保 持和 注塑机 工作 所需 分 析 液压的流量保 持一定 比例 , 这就形成 了把 以 注塑成 型的过 程是 一个 连续 生产 的过 前的定 量泵 实际 改造成 符合 节能 标准 的变 程, 主要是 由塑料 熔 融 、 模 具 闭合 、 注 射 入 频变 量泵 , 能够将 溢流 阀的回油流量 达到最 模、 压力 保持 、 制 品固化 、 开模取 出制品等 工 小 的程度 , 从而可 以使 高压节 流能量损 失消
_EMC_整改常见措施

_EMC_整改常见措施EMC整改常见措施1. 引言电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是指电子设备在电磁环境中正常工作,同时不对周围环境和其他设备产生电磁干扰的能力。
为了确保设备的EMC符合相关标准和要求,需要进行EMC整改工作。
本文将介绍一些常见的EMC整改措施,以帮助您更好地解决EMC问题。
2. 电磁辐射控制措施电磁辐射是指电子设备在工作过程中产生的电磁波向周围空间传播的现象。
为了控制电磁辐射,可以采取以下措施:- 优化电路布局和线路走向,减少电磁辐射的路径和面积;- 使用屏蔽罩、屏蔽材料等来阻挡电磁辐射;- 选择低辐射的元器件和材料,减少电磁辐射源;- 加强电磁辐射测试和监测,及时发现和解决问题。
3. 电磁感应控制措施电磁感应是指电子设备在电磁环境中受到其他设备或外界电磁场的影响而产生故障或干扰的现象。
为了控制电磁感应,可以采取以下措施:- 优化设备的接地系统,确保良好的接地连接;- 使用滤波器、隔离器等来隔离和过滤外界电磁干扰;- 采用抗干扰设计和技术,提高设备的抗干扰能力;- 加强电磁感应测试和监测,及时发现和解决问题。
4. 电磁耐受控制措施电磁耐受是指电子设备在电磁环境中能够正常工作而不受到干扰或损坏的能力。
为了提高电磁耐受能力,可以采取以下措施:- 优化设备的电路设计,提高抗干扰能力;- 使用抑制器、滤波器等来降低外界电磁干扰;- 采用屏蔽技术和屏蔽材料,减少外界电磁干扰;- 加强电磁耐受测试和监测,及时发现和解决问题。
5. EMC整改流程EMC整改是一个系统工程,需要按照一定的流程进行。
一般的EMC整改流程包括以下几个步骤:- 确定整改目标和要求,明确整改范围和内容;- 进行现场调查和测试,收集相关数据和信息;- 分析整改需求,制定整改方案和措施;- 实施整改措施,进行设备调整和改进;- 进行整改效果评估,验证整改效果是否符合要求;- 完善整改报告和相关文件,做好整改记录。
EMC实用整改方案

EMC实用整改方案随着科技的不断发展,电子产品已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
然而,电磁兼容(EMC)问题也逐渐凸显出来。
EMC是指电子设备在正常工作时,不会对周围电磁环境造成干扰,同时也能耐受其他设备可能产生的电磁干扰的能力。
为了解决EMC问题,制定一份实用的整改方案是至关重要的。
一、了解市场要求和标准首先,为了制定适合的整改方案,必须了解当前市场上对EMC的要求和标准。
各个行业和地区可能存在不同的要求,因此需要针对具体情况进行分析。
了解市场需求和合规要求,有助于确定整改方案的方向和重点。
二、检测和评估电磁兼容性在制定整改方案前,需要对现有设备的电磁兼容性进行检测和评估。
通过专业的测试仪器和设备,对设备进行EMC测试,获取相关数据和结果。
评估结果可以帮助确定问题的具体范围和程度,为后续整改提供依据。
三、制定整改目标和安排基于检测和评估结果,确定整改目标和安排。
整改目标应该明确具体,包括提高电磁兼容性,减少电磁干扰等。
根据实际情况,合理安排整改时间和资源,确保整改工作的高效进行。
四、加强电磁屏蔽为了提高设备的电磁兼容性,可以采取一些措施加强电磁屏蔽。
例如,在设计和生产过程中使用符合标准的屏蔽材料,优化设备的布线和连接方式,提高抗干扰能力。
此外,合理设计外壳和散热系统,减少电磁泄漏和干扰。
五、优化接地系统接地系统在电磁兼容性中起着重要的作用。
通过合理设计和构建接地系统,可以有效减少电磁辐射和干扰。
确保设备的接地电阻符合标准要求,提高接地系统的稳定性和可靠性。
此外,对设备进行接地处理时,还需注意排除地雷、干扰源等问题,确保接地系统的有效运行。
六、优化信号线布线信号线的布线也对EMC起到重要影响。
合理的信号线布线可以降低电磁干扰的发生和传播。
在设计和生产过程中,需要从布线距离、信号线和地面平面的位置等方面进行考虑。
优化信号线布线可以提高设备的抗干扰能力,降低对其他设备和系统的影响。
七、提升人员技能和意识为了有效解决EMC问题,除了从技术和工程方面入手,还需要提升人员的技能和意识。
电子设备的EMI与EMC问题解决方法

电子设备的EMI与EMC问题解决方法随着科技的快速发展,电子设备在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
然而,随之而来的问题就是电磁干扰(Electromagnetic Interference,简称EMI)与电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)。
这些问题会导致设备性能下降,甚至可能造成严重的故障。
下面将详细介绍电子设备EMI与EMC问题的解决方法。
一、了解EMI与EMC的原因和影响1. EMI的原因:电子设备中的各种信号电路会产生互相干扰的电磁场,从而产生电磁波辐射,导致EMI问题。
2. EMC的影响:EMI问题可能会导致信号传输的错误、数据丢失、仪器测量不准确等影响设备性能的问题。
二、采取措施减少EMI问题1. 采用屏蔽技术:在电子设备的关键部件或线路周围设置屏蔽罩,以减少电磁波的辐射和接受。
这可以通过使用屏蔽材料和接地技术来实现。
2. 优化线路布局:合理排布电路,避免信号线与电源线之间的互相干扰,减少EMI问题的发生。
同时,使用分离地面平面和分层布局也可以有效降低EMI问题。
3. 控制信号的频率和功率:降低电子设备内部信号线路的频率和功率,可减少电磁波辐射。
这可以通过电路设计和合理选择相关元件来实现。
三、提高设备的EMC性能1. 通过滤波器控制电磁波干扰:在设备中添加滤波器,可有效降低电磁波的干扰。
常见的滤波器包括电源滤波器、信号滤波器等。
2. 使用合适的接地设计:良好的接地系统设计可以有效地减少EMI问题。
通过使用大地板、接地导线等,可将设备的电磁辐射能量导入地面。
3. 注意设备的散热设计:过高的温度可能会导致电子设备内部电路的不稳定工作,进而影响EMC性能。
因此,设备的散热设计应得到重视。
四、进行EMC测试和认证1. 进行EMI测试:通过使用专业的EMI测试仪器,对电子设备进行辐射和传导测量。
这可以帮助确定问题所在,并采取相应的措施进行修正。
变频器的EMC设计

变频器的EMC设计变频器是指能够通过调整输出电压和频率来控制电机转速的电气设备。
随着工业自动化的发展,变频器的应用越来越广泛。
然而,在变频器的电磁兼容性(EMC)设计方面,还存在着一些问题。
在本文中,我们将探讨变频器的EMC设计的重要性,以及实现这种设计的一些方法。
1. EMC设计的重要性在工业自动化领域中,电子设备的不断增加和互联互通要求在不同系统之间进行数据交换。
这种高密集度的设备和系统极易产生电磁干扰和抗扰能力,被称为电磁兼容性(EMC)问题。
如果变频器的EMC设计不符合标准,它可能会对其他设备产生噪声干扰,导致设备的错误运行和故障,对人身安全产生潜在威胁。
因此,EMC设计对确保设备正常、稳定、长期运行是至关重要的。
2. 实现EMC设计的原则和方法(1)正确的线路铺设变频器的线路铺设要合理,尽可能降低线路的电感和电容。
此外,在线路的设计和铺设中,应注意线路的射频干扰和电源噪声的抑制,降低变频器的电磁波干扰。
(2)滤波器的应用变频器中的交流滤波器和直流滤波器,可以有效地限制电磁噪声。
而且随着滤波器的逐步升级,其滤波效果也得到了进一步提高。
(3)信号的等电位处理在基于PWM技术的变频器中,伴随着开关器件的工作,闪烁的电流和电压信号会导致噪声干扰。
如果不加处理,这些噪声干扰会加剧并扩散到整个系统中。
因此,对于这种情况,需要使用等电位处理技术,将现场同电位点之间的电势差降到最低。
(4)地线处理地线是减少干扰的重要途径之一。
在处理地线时,应注意接地方式的选择、接地电阻的计算和地线的排布。
3. 其他注意事项(1)EMC设计应该是整个变频器设计的重要组成部分,不能忽视或者被人为地降级。
(2)EMC设计应该始终从整体的角度出发,减少电磁干扰和对其他设备的干扰。
(3)EMC设计应该遵循国家和国际电磁兼容性标准,确保变频器具有良好的抗干扰能力和抗干扰能力。
(4)EMC设计应该根据变频器所要承受的环境噪声进行特殊设计,确保变频器的正常和可靠运行。
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注塑机变频节能系统EMC解决方案
注塑机/变频器/EMC调试
1 引言
注塑机和变频器配套使用,可以达到节约能源(其节电率可达25%~65%),提高生产效率和产品质量,
降低油污染和噪声污染,延长机器使用寿命等优点,从而得到了广泛的应用,为此采取成本低廉,合理实
用的EMC解决方案,将成为保证设备正常可靠运行的关键。
2 注塑机电磁干扰的危害
(1)注塑机存在很多弱电信号电路,而这些弱电信号供电电路又与变频器共用一个电源(通常,变频
器电源端在采取简单的EMC措施后,其电源端传导干扰还很大,如图1所示。此时弱电信号电路将非常
脆弱,如不采取措施往往将非常容易被干扰,特别是传感系统反馈回来的信号(这个反馈回来的信号要求
精度相当高),稍被干扰,就会影响反馈信号的精度,从而使注塑机注塑不到位,影响设备的正常使用。
图1 普通变频器在采取简单的EMC措施后电源端的传导干扰频谱图
(2)由于变频器的逆变部分高速开和关及变频器开关电源部分开关管的高速开和关及时钟,通讯部分
电路的工作和传输,将产生非常大的辐射干扰信号,具体如图2所示,如不采取措施,注塑机部分靠近变
频器的信号电缆及信号电路,将成为被干扰的受害对象,从而影响设备的正常可靠运行,如果变频器或者
周边设备发射的信号频率刚好与注塑机控制部分某根信号电缆形成一定比例,将有可能达到100%接收的可
能性,这个时候将非常可怕,信号电缆本身传输的有用信号将被干扰信号覆盖,从而使设备产生误动作,
如果信号电缆在空闲时,就算没有100%接收到干扰信号,其干扰信号被放大之后,也将可能使设备产生误
动作。
图2 普通变频器在采取简单的EMC措施后,天线在5m处接收到的辐射干扰频谱图
(3)其次还有诸如谐波干扰,闪烁干扰等。
3 注塑机变频节能系统常见EMC解决方案
3.1 常见EMC解决方案示意图
常见EMC解决方案示意图如图3所示。
图3 常见EMC解决方案示意图
3.2 EMC解决方案图原理分析:
(1)关于选用磁环材料和串绕匝数
磁环1、2、4、5、6、7推荐使用锰锌铁氧体,串绕匝数越多越好,但也有饱和点,主要用于抑制传导
干扰(由于锰锌铁氧体磁导率高,通过增加穿过磁环的匝数,其磁导率更高,对低频传导干扰信号呈现阻
抗也越大,此时,由于寄生电容增加,其高频阻抗减少,对高频辐射干扰效果不明显,故锰锌铁氧体一般
用来抑制低频传导干扰)。
磁环3推荐使用镍锌铁氧体,串绕匝数一般3匝左右即可,主要用于抑制高频辐射干扰(同理,由于镍
锌铁氧体,磁导率低,低频阻抗少,而高频阻抗大,故镍锌铁氧体主要用来抑制辐射干扰)。
还可以提到一个问题的是,在EMC调试中,经常会发现,当在某根电缆串绕一个磁环时,然后再去测
试骚扰功率,此时,可以从频谱图上发现,某些频率段的dB值减少,而某些频率段的dB值反而增加了。
在这里笔者可以这样解释:当电缆穿过铁氧体时的等效电路在低频和高频时是不同的,在低频时主要呈电
感特性,高频时是随频率变化的电阻。我们知道,电感本身并不消耗能量,而仅储存能量,因此,电感会
与电路中的电容构成谐振电路,使某些频率上的干扰增强,而电阻是要消耗能量的,从而从实质上减少干
扰。
(2)使用隔离变压器的好处
● 隔离原副边上的电气连接,起到安全保护作用;
● 减少输入端引入的干扰,同时对外界干扰也将减少。
(3)接地
在实际的EMC调试中,我们经常会发现,良好的接地有时可以起到意想不到的效果,但有时,却使干
扰比之前更恶劣了,具体可以来看这样一个例子(参见图3),从传感系统到变频器AI1输入端子间,通
常使用屏蔽电缆,这时如果将屏蔽电缆单端接地到变频器外壳地,我们往往会发现,变频器AI1输入端子
零漂更严重了,这样形成的后果是,注塑机注塑不到位,无法完成注塑。这个时候,可以用非常简单的道
理来解释这个原因:原本的出发点是通过屏蔽线接地,将屏蔽线上屏蔽的干扰信号导入到地,从而使屏蔽
效果更好,但是此时糟糕的是,这个地已经被其它共模干扰污染的相当严重,这时原本比较干净的屏蔽电
缆,正好提供了部分共模干扰泄放的回路,使原本相对来说干净的屏蔽电缆被共模干扰污染了,从而使干
扰更加严重。所以图3中从传感系统到AI1端子间和DI1及故障输出到控制系统间,采用屏蔽电缆,但屏
蔽电缆不接地,这样可以起到屏蔽磁场的作用(注意对磁场屏蔽时其屏蔽电缆可以不接地)。屏蔽电缆接
地一般遵从以下原则:强电屏蔽电缆要求良好接地,二次电路通讯、反馈回路屏蔽电缆不能与强电电缆共
用一个地,如果接地,就要接到相对干净的地(电磁干扰较小的地)。
(4)滤波器的选用及使用注意事项
在选用滤波器时,至少要知道五个参数:
插入损耗(插入损耗有共模插入损耗和差模插入损耗之分),抑制频率范围,工作电压范围,额定工作
电流,绝缘电压等。
然后根据自己的需要进行合理选择。在安装时注意以下事项:
● 滤波器要就近靠近被滤波部分安装;
● 滤波器的输入输出线不要靠得太近;
● 滤波器的接地端子要接到机箱或大金属板上,最好是外壳大面积地贴在金属机箱导电表面上。
4 变频器应用现场常用EMC对策
(1)在电机线30m内,可以考虑通过降低变频器的载波来减轻干扰,这个办法,有时候往往也是最容
易操作,最无奈的办法之一,通常将载波频率控制在3kHz左右还是可以接受的(载波频率减少,电机噪
声增大,而变频器输出线与线间漏电流减少)。
(2)检查接地线
滤波器地一定要与被滤波部分良好地接到一个公共地上;
高频信号电缆(300kHz以上的信号)采用多点接地,低频信号电缆(300kHz以下的信号)采用单点接
地,高低频信号混合的地方采用混合接地;
断开或接上接地线进行现场试验;
加大接地面积,尽量减短接地线或者接地片。
(3)关键信号电缆分别串绕一个锰锌铁氧体和镍锌铁氧体磁环,注意串绕磁环时,一定要就近被干扰
部分电路串绕。
(4)RST输入加装滤波器或串绕磁环。
(5)电机电缆长度超过100m的,加装输出滤波器或电抗器。
5 结束语
总之,现场的EMC调试与电路板上EMC调试完全不一样,我们不可能在现场对电路板进行整改。在现
场,一定快速而准确地定位问题点,然后采取措施,这个时候,往往只是解决了表面上的问题,而电路板
整改,通常要深究问题点,然后从原理上去解决问题,说白了,这个时候,我们是要从根本上解决问题。
同时,无论是现场EMC调试还是电路板上的EMC调试,一定不要忽略每一个细小的环节,有时往往是我
们忽略的地方,却能起到关键性的作用。
廖湘衡更
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