風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理和構(gòu)造：3D動(dòng)畫演示風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)及其工作原理，漲知識(shí)了

　　今天小編給大家介紹的是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)及其工作原理，讓我們先來看一段視頻：

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　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的動(dòng)力機(jī)械，又稱風(fēng)車。廣義的說，它是一種以太陽微熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)利用的是自然能源，相對(duì)柴油發(fā)電要好得多。但若應(yīng)急來用的話還是不如柴油發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電不可視為備用電源，但是卻可以長(zhǎng)期利用。

　　一、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是由風(fēng)輪、傳動(dòng)系統(tǒng)、偏航系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、控制與安全系統(tǒng)、機(jī)艙、塔架和基礎(chǔ)等組成。

　　各主要組成部分功能簡(jiǎn)述如下：

　?。?）葉片 葉片是吸收風(fēng)能的單元，用于將空氣的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能。

　?。?）變漿系統(tǒng) 變漿系統(tǒng)通過改變?nèi)~片的槳距角，使葉片在不同風(fēng)速時(shí)處于最佳的吸收風(fēng)能的狀態(tài)，當(dāng)風(fēng)速超過切出風(fēng)速時(shí)，使葉片順槳?jiǎng)x車。

　?。?）齒輪箱 齒輪箱是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)，并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。

　?。?）發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)是將葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能的部件。轉(zhuǎn)子與變頻器連接，可向轉(zhuǎn)子回路提供可調(diào)頻率的電壓，(金屬加工真不錯(cuò))輸出轉(zhuǎn)速可以在同步轉(zhuǎn)速±30%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

　?。?）偏航系統(tǒng) 偏航系統(tǒng)采用主動(dòng)對(duì)風(fēng)齒輪驅(qū)動(dòng)形式，與控制系統(tǒng)相配合，使葉輪始終處于迎風(fēng)狀態(tài)，充分利用風(fēng)能，提高發(fā)電效率。同時(shí)提供必要的鎖緊力矩，以保障機(jī)組安全運(yùn)行。

　?。?）輪轂系統(tǒng) 輪轂的作用是將葉片固定在一起，并且承受葉片上傳遞的各種載荷，然后傳遞到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上。輪轂結(jié)構(gòu)是3個(gè)放射形喇叭口擬合在一起的。

　?。?）底座總成 底座總成主要有底座、下平臺(tái)總成、內(nèi)平臺(tái)總成、機(jī)艙梯子等組成。通過偏航軸承與塔架相連，并通過偏航系統(tǒng)帶動(dòng)機(jī)艙總成、發(fā)電機(jī)總成、變漿系統(tǒng)總成。

　　二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理

　　簡(jiǎn)單來說，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理是通過風(fēng)力推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)，再通過傳動(dòng)系統(tǒng)增速來達(dá)到發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速后來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，(金屬加工真不錯(cuò))有效的將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度（微風(fēng)的程度），便可以開始發(fā)電。

　　大型與電網(wǎng)接駁的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的最常見的結(jié)構(gòu)是橫軸式三葉片風(fēng)輪，并安裝在直立管狀塔桿上風(fēng)輪葉片由復(fù)合材料制造。不像小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，大型風(fēng)電機(jī)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)相當(dāng)慢。比較簡(jiǎn)單的風(fēng)力發(fā)電機(jī)是采用固定速度的。通常采用兩個(gè)不同的速度-在弱風(fēng)下用低速和在強(qiáng)風(fēng)下用高速。這些定速風(fēng)電機(jī)的感應(yīng)式異步發(fā)電機(jī)能夠直接發(fā)產(chǎn)生電網(wǎng)頻率的交流電。

　　比較新型的設(shè)計(jì)一般是可變速的（比如V52-850千瓦風(fēng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為每分鐘14轉(zhuǎn)到每分鐘31.4轉(zhuǎn)）。利用可變速操作，風(fēng)輪的空氣動(dòng)力效率可以得到改善，從而提取更多的能量，而且在弱風(fēng)情況下噪音更低。因此，變速的風(fēng)電機(jī)設(shè)計(jì)比起定速風(fēng)電機(jī)，越來越受歡迎。

　　機(jī)艙上安裝的感測(cè)器探測(cè)風(fēng)向，透過轉(zhuǎn)向機(jī)械裝置令機(jī)艙和風(fēng)輪自動(dòng)轉(zhuǎn)向，面向來風(fēng)，(金屬加工真不錯(cuò))風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過齒輪變速箱傳送到機(jī)艙內(nèi)的發(fā)電機(jī)（如果沒有齒輪變速箱則直接傳送到發(fā)電機(jī)）。

　　所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率輸出是隨著風(fēng)力而變的。強(qiáng)風(fēng)下最常見的兩種限制功率輸出的方法（從而限制風(fēng)輪所承受壓力）是失速調(diào)節(jié)和斜角調(diào)節(jié)。使用失速調(diào)節(jié)的風(fēng)電機(jī)，超過額定風(fēng)速的強(qiáng)風(fēng)會(huì)導(dǎo)致通過葉片的氣流產(chǎn)生擾流，令風(fēng)輪失速。當(dāng)風(fēng)力過強(qiáng)時(shí)，業(yè)片尾部制動(dòng)裝置會(huì)動(dòng)作，令風(fēng)輪剎車。使用斜角調(diào)節(jié)的風(fēng)電機(jī)，每片葉片能夠以縱向?yàn)檩S而旋轉(zhuǎn)，葉片角度隨著風(fēng)速不同而轉(zhuǎn)變，從而改變風(fēng)輪的空氣動(dòng)力性能。當(dāng)風(fēng)力過強(qiáng)時(shí)，葉片轉(zhuǎn)動(dòng)至迎氣邊緣面向來風(fēng)，從而令風(fēng)輪剎車。

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風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理和構(gòu)造：簡(jiǎn)單易懂！風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理及結(jié)構(gòu)知識(shí)介紹

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)展歷史淵源于1891年,丹麥人PoulLaCour首個(gè)制造了用來發(fā)電的風(fēng)車。1941-42丹麥的F.L.Smidth公司建造的風(fēng)車可以看成世界現(xiàn)代風(fēng)車的前身，至今已有3000年的歷史。

　　一、什么是風(fēng)力發(fā)電機(jī)

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功，機(jī)械功帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，最終輸出交流電的電力設(shè)備。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般有風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)(包括裝置)、調(diào)向器(尾翼)、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和儲(chǔ)能裝置等構(gòu)件組成。

　　二、風(fēng)力發(fā)電機(jī)原理

　　風(fēng)力發(fā)電的原理，是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的電力設(shè)備。廣義地說，它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動(dòng)機(jī)。是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)因風(fēng)量不穩(wěn)定，故其輸出的是13～25V變化的交流電，須經(jīng)充電器整流，再對(duì)蓄電瓶充電，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能變成化學(xué)能。然后用有保護(hù)電路的逆變電源，把電瓶里的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成交流220V市電，才能保證穩(wěn)定使用。

　　三、風(fēng)力發(fā)電機(jī)構(gòu)造

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)由機(jī)頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為：葉片用來接受風(fēng)力并通過機(jī)頭轉(zhuǎn)為電能；尾翼使葉片始終對(duì)著來風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能；轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能；機(jī)頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。

　　機(jī)艙：機(jī)艙包容著風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備，包括齒輪箱、發(fā)電機(jī)。維護(hù)人員可以通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔進(jìn)入機(jī)艙。機(jī)艙左端是風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，即轉(zhuǎn)子葉片及軸。

　　轉(zhuǎn)子葉片：捉獲風(fēng)，并將風(fēng)力傳送到轉(zhuǎn)子軸心。

　　軸心：轉(zhuǎn)子軸心附著在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低速軸上。

　　低速軸：風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低速軸將轉(zhuǎn)子軸心與齒輪箱連接在一起。

　　齒輪箱：齒輪箱左邊是低速軸，它可以將高速軸的轉(zhuǎn)速提高至低速軸的50倍。

　　高速軸及其機(jī)械閘：高速軸以1500轉(zhuǎn)每分鐘運(yùn)轉(zhuǎn)，并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。它裝備有緊急機(jī)械閘，用于空氣動(dòng)力閘失效時(shí)，或風(fēng)力發(fā)電機(jī)被維修時(shí)。

　　發(fā)電機(jī)：通常被稱為感應(yīng)電機(jī)或異步發(fā)電機(jī)。

　　偏航裝置：借助電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)艙，以使轉(zhuǎn)子正對(duì)著風(fēng)。偏航裝置由電子控制器操作，電子控制器可以通過風(fēng)向標(biāo)來感覺風(fēng)向。

　　電子控制器：包含一臺(tái)不斷監(jiān)控風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)的計(jì)算機(jī)，并控制偏航裝置。為防止任何故障（即齒輪箱或發(fā)電機(jī)的過熱），該控制器可以自動(dòng)停止風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過電話調(diào)制解調(diào)器來呼叫風(fēng)力發(fā)電機(jī)操作員。

　　液壓系統(tǒng)：用于重置風(fēng)力發(fā)電機(jī)的空氣動(dòng)力閘。

　　冷卻元件：包含一個(gè)風(fēng)扇，用于冷卻發(fā)電機(jī)。此外，它包含一個(gè)油冷卻元件，用于冷卻齒輪箱內(nèi)的油。一些風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有水冷發(fā)電機(jī)。

　　塔：風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔載有機(jī)艙及轉(zhuǎn)子。通常高的塔具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)殡x地面越高，風(fēng)速越大。

　　風(fēng)速計(jì)及風(fēng)向標(biāo)：用于測(cè)量風(fēng)速及風(fēng)向

　　尾舵：常見于水平軸上風(fēng)向的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)（一般在10KW及以下）。位于回轉(zhuǎn)體后方，與回轉(zhuǎn)體相連。主要作用一為調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)向，使風(fēng)機(jī)正對(duì)風(fēng)向。作用二是在錦工風(fēng)況的情況下使風(fēng)力機(jī)機(jī)頭偏離風(fēng)向，以達(dá)到降低轉(zhuǎn)速，保護(hù)風(fēng)機(jī)的作用。

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風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理和構(gòu)造：風(fēng)力發(fā)電機(jī)構(gòu)造及原理培訓(xùn).ppt

　　* 風(fēng)力機(jī)控制系統(tǒng) * 主控系統(tǒng)：主控系統(tǒng)是風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的主體，它實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)調(diào)向、自動(dòng)調(diào)速、自動(dòng)并網(wǎng)、自動(dòng)解列、故障自動(dòng)停機(jī)、自動(dòng)電纜解繞及自動(dòng)記錄與監(jiān)控等重要控制、保護(hù)功能。 對(duì)外的三個(gè)主要接口系統(tǒng)就是監(jiān)控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)以及變頻系統(tǒng)（變頻器），它與監(jiān)控系統(tǒng)接口完成風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的交換，與變槳控制系統(tǒng)接口完成對(duì)葉片的控制，實(shí)現(xiàn)最錦工能捕獲以及恒速運(yùn)行，與變頻系統(tǒng)（變頻器）接口實(shí)現(xiàn)對(duì)有功功率以及無功功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)。 主控制系統(tǒng) * * 變槳控制系統(tǒng)：控制時(shí)一般都以發(fā)電機(jī)額定功率或轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為界，即當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出功率（轉(zhuǎn)速）低于額定值時(shí)，進(jìn)行變速恒頻控制，最大捕獲風(fēng)能；而當(dāng)輸出功率（轉(zhuǎn)速）高于額定值時(shí)，進(jìn)行變槳距控制，維持發(fā)電機(jī)功率在額定值附近。要實(shí)現(xiàn)真正的獨(dú)立變槳,輸入變量包括槳葉節(jié)距角變化和風(fēng)速，以及每個(gè)槳葉受力等,實(shí)現(xiàn)多變量控制。 * 液壓變槳 系統(tǒng)組成： 油箱、液壓動(dòng)力泵、動(dòng)力單元蓄壓器、液壓管路、旋轉(zhuǎn)接頭、變槳系統(tǒng)蓄壓器以及三套獨(dú)立的變槳裝置 優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)挝惑w積小、重量輕、扭矩大無需變速機(jī)構(gòu)，在失電時(shí)將蓄壓器作為備用動(dòng)力源對(duì)槳葉進(jìn)行順槳作業(yè)；增容便捷。 缺點(diǎn)：漏油，對(duì)環(huán)境要求較高（溫度） * 原理 液壓變槳 ?變槳距伺服控制系統(tǒng)的原理圖如圖1所示。變槳距控制系統(tǒng)由信號(hào)給定、比較器、位置（槳距）控制器、速率控制器、D/A轉(zhuǎn)換器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和反饋回路組成。 * 電動(dòng)變槳 驅(qū)動(dòng)器、編碼器、限位開關(guān)、電池（超級(jí)電容） * 偏航系統(tǒng) * 偏航系統(tǒng)組成部件 * 偏航系統(tǒng)組成部件 * 偏航系統(tǒng)組成部件 * 偏航系統(tǒng)組成部件 * * C All rights Reserved by Sany Electric 主講人：王安偉 C All rights Reserved by Sany Electric 主講人：王安偉 C All rights Reserved by Sany Electric 主講人：王安偉 C All rights Reserved by Sany Electric 主講人：王安偉 C All rights Reserved by Sany Electric 主講人：王安偉 產(chǎn)品技術(shù)基礎(chǔ)培訓(xùn)之 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作原理基礎(chǔ) 江蘇華創(chuàng)光電科技有限公司 * 目錄 風(fēng)力發(fā)電背景 風(fēng)電機(jī)組的工作原理 風(fēng)電機(jī)組的結(jié)構(gòu) 風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng) 風(fēng)力發(fā)電背景 * 一、化石能源枯竭 全球能源形勢(shì) 礦物燃料消耗過度 環(huán)境壓力日益嚴(yán)重 每年消耗56億噸煤 25億噸石油 至2030年二氧化碳排放上漲50%，每年420多億噸 石油價(jià)格波動(dòng)，煤炭?jī)r(jià)格持續(xù)上漲 煤炭150年，石油80年枯竭 能源安全受到挑戰(zhàn) * 二、碳排放和溫室效應(yīng) 各種全球變暖背景下的極端氣候影響在世界各國(guó)頻頻上演，暴雪、颶風(fēng)、洪水、干旱……全球氣候變暖還引起冰川崩塌消融、海平面上升、糧食減產(chǎn)、物種滅絕……全球氣候變化是由化石燃料燃燒排放大量溫室氣體而造成的。 化石燃料占二氧化碳排放量比重 化石能源 2006二氧化碳排放量 Mt 2008二氧化碳排放量 Mt 百分比 煤 8336 8672 73.5% 石油 882 859 7.2% 燃?xì)?2217 2320 19.6% 總量 11435 11851 100% 世界能源利用發(fā)展趨勢(shì)從依賴常規(guī)化石能源如石油、煤、天然氣）轉(zhuǎn)向充分利用可再生能源（風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等）。其中風(fēng)電可以減少溫室氣體排放，平均每提供100萬千瓦時(shí)的電量，可以減少600噸二氧化碳排放量。 2009年，全球二氧化碳含量由于風(fēng)能的應(yīng)用減少了228.7Mt，相當(dāng)于全年因發(fā)電而產(chǎn)生的二氧化碳總量的1.93%。 特點(diǎn)： 風(fēng)能是一種取之不盡用之不竭的能源 利用風(fēng)能可以在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)出大量電能? 風(fēng)能是一種不產(chǎn)生二氧化碳的能源形式，有利于減少溫室氣體的排放 * 風(fēng)能是地球表面大量空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能。由于地面各處受太陽輻照后氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同，因而引起大氣層中壓力分布不均，在水平方向高壓空氣向低壓地區(qū)流動(dòng)，即形成風(fēng)。 風(fēng)能作為一種高效清潔的永不枯竭的能源正受到越來越多國(guó)家的高度重視。 全球的風(fēng)能約為2.74×109MW，其中可利用的風(fēng)能為2×107MW，是全球可開發(fā)利用水能資源總量的10多倍，相當(dāng)于10800億噸標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生的能量，約是全世界目前能源消費(fèi)量的100倍。 * 風(fēng)能 * 目錄 風(fēng)力發(fā)電背景 風(fēng)電機(jī)組的工作原理 風(fēng)電機(jī)組的結(jié)構(gòu) 風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng) 風(fēng)電機(jī)組的工作原理和結(jié)構(gòu) 風(fēng)

風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理和構(gòu)造：風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)有著悠久的發(fā)展歷史。它將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，輸出交流電給設(shè)備。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般由風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、方向調(diào)節(jié)器、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和儲(chǔ)能裝置組成。

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種以太陽為熱源，大氣為工質(zhì)的熱能利用發(fā)動(dòng)機(jī)；它是一種利用風(fēng)來帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，然后通過增速器來加速轉(zhuǎn)速，促使發(fā)電機(jī)發(fā)電的裝置。

　　由于風(fēng)量不穩(wěn)定，風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的是13~25V交流電，必須經(jīng)過充電器整流，然后給蓄電池充電，這樣風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能就可以變成化學(xué)能。然后利用帶保護(hù)電路的逆變電源將電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成交流220V市電，保證穩(wěn)定使用。

　　機(jī)艙包含風(fēng)力發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備，包括齒輪箱和發(fā)電機(jī)。維修人員可以通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架進(jìn)入機(jī)艙。機(jī)艙的左端是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，即轉(zhuǎn)子葉片和軸。轉(zhuǎn)子葉片用于捕捉風(fēng)并將其傳遞給轉(zhuǎn)子軸。

　　轉(zhuǎn)子軸連接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)的低速軸上，風(fēng)力發(fā)電機(jī)將轉(zhuǎn)子軸與齒輪箱連接起來。變速箱左側(cè)是低速軸，可以將高速軸的轉(zhuǎn)速提高到低速軸的50倍；而高速軸以1500轉(zhuǎn)/分的速度運(yùn)轉(zhuǎn)并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)配備有緊急機(jī)械制動(dòng)器，用于空氣動(dòng)力制動(dòng)器的故障或風(fēng)力發(fā)電機(jī)的維護(hù)。

　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)需要由設(shè)備來監(jiān)控。電子控制器起著這樣的作用。為了防止任何故障，控制器可以自動(dòng)停止風(fēng)力發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，并通過電話調(diào)制解調(diào)器呼叫風(fēng)力發(fā)電機(jī)操作員。

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