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风力发电机组液压系统(风力发电机组液压系统的

来源:www.xrdq.net   时间:2023-01-26 04:53   点击:146  编辑:admin   手机版

1. 风力发电机组液压系统的主要功能

风电的组成:一台完整的风力发电机组是由塔基、塔筒(通常有三节)、机舱、偏航、轮毂、叶片、主轴、齿轮箱、联轴器、发电机等组成,当然还有很多配套的电气设备,比如变桨电机、变桨齿轮箱、偏航电机、偏航齿轮箱、液压站、定转子电缆、刹车器、提升机等其余设备。

2. 风力发电机组液压站的作用

假设这个十万千瓦风电场的风机型号都是两千千瓦瓦的,所以整个风场共有50台风力发电机组。我们可以根据一台风机的制造成本和建造成本来计算出整个风电场的成本,一台两千千瓦风机的叶片、轮毂、偏航、主轴、齿轮箱、发电机、联轴器、电机和齿轮箱、液压站及其电气元件等的成本大概在2000万,而建造成本又包括人工和车辆,大概需要500万,所以这样的一个风电场的成本是2500万。

3. 风电机组液压站的作用

一般情况下,液压油吸油滤芯的更换周期为每工作2000小时进行更换,液压回油滤芯的更换周期为首次工作250小时更换,此后每工作500小时进行更换。

如果是钢厂的话,工况环境比较恶劣,更换滤芯过于频繁会影响生产,建议定期抽取液压油样本送去检测有液清洁度,然后确定一个比较合理的更换周期。

4. 风力发电机传动系统组成

风电机组的主要组成如下:风电机组一般由风轮、机舱、塔架和基础4部分组成。

风力发电机组的主要组成部分包括以下几项内容。

1)叶轮:将风能转变为机械能。

2)传动系统:将叶轮的转速提升到发电机的额定转速。

3)发电机:将叶轮获得的机械能再转变为电能。

4)偏航系统:使叶轮可靠地迎风转动并解缆。

5)其他部件,如塔架、机舱等。

6)控制系统:使风力发电机在各种自然条件与工况下正常运行的保障机制,包括调速、调向和安全控制。

5. 风力发电机组液压系统的组成及作用

风力发电机4mw,即输出功率4兆瓦,4千千瓦,1Mw(兆瓦)=1000Kw(千瓦)1Kw(千瓦)=1000w(瓦)1W(瓦)=1000mw(毫瓦)

一. 风力发电机是将风能转换为机械功,机械功带动转子旋转,最终输出交流电的电力设备。一般由风轮、发电机(包括装置)、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。风力发电机的工作原理比较简单,风轮在风力的作用下旋转,它把风的动能转变为风轮轴的机械能,发电机在风轮轴的带动下旋转发电。广义地说,风能也是太阳能,所以也可以说风力发电机,是一种以太阳为热源,以大气为工作介质的热能利用发电机。

据定桨矩失速型风机和变速恒频变桨矩风机的特点,国内目前装机的电机一般分为异步型、同步型、水平轴、垂直轴风力发电机。

二.基本简介

风力发电机

许多世纪以来,风力机同水力机械一样,作为动力源替代人力、畜力,对生产力的发展发挥过重要作用。近代机电动力的广泛应用以及二十世纪50年代中东油田的发现,使 风力机的发展缓慢下来。

70年代初期,由于“ 石油危机”,出现了能源紧张的问题,人们认识到常规 矿物能源供应的不稳定性和有限性,于是寻求清洁的可再生能源遂成为现代世界的一个重要课题。 风能作为可再生的、无污染的 自然能源又重新引起了人们重视。

三.主要结构

风力发电机

1.机舱:机舱包容着风力发电机的 关键设备,包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。机舱左端是风力发电机转子,即 转子叶片及轴。

2.转子叶片:捉获风,并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风力发电机上,每个转子叶片的测量长度大约为20米,而且被设计得很象飞机的机翼。

3.轴心:转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。

4.低速轴:风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代600千瓦风力发电机上,转子转速相当慢,大约为19至30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管,来激发空气动力闸的运行。

5.齿轮箱:齿轮箱左边是低速轴,它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。

6.高速轴及其机械闸:高速轴以1500转每分钟运转,并驱动发电机。它装备有紧急机械闸,用于空气动力闸失效时,或风力发电机被维修时。

7.发电机:通常被称为感应电机或 异步发电机。在现代风力发电机上,最大电力输出通常为500至1500千瓦。

8.偏航装置:借助电动机转动机舱,以使转子正对着风。偏航装置由 电子控制器操作,电子控制器可以通过风向标来感觉风向。图中显示了风力发电机偏航。通常,在风改变其方向时,风力发电机一次只会偏转几度。

9.电子控制器:包含一台不断监控风力发电机状态的计算机,并控制偏航装置。为防止任何故障(即齿轮箱或发电机的过热),该控制器可以自动停止风力发电机的转动,并通过电话调制解调器来呼叫风力发电机操作员。

10.液压系统:用于重置风力发电机的空气动力闸。

11.冷却元件:包含一个风扇,用于冷却发电机。此外,它包含一个油冷却元件,用于冷却齿轮箱内的油。一些风力发电机具有水冷发电机。

12.塔:风力发电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势,因为离地面越高,风速越大。现代600千瓦风 汽轮机的塔高为40至60米。它可以为管状的塔,也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全,因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于它比较便宜。

13.风速计及风向标:用于测量风速及风向

14.尾舵:常见于水平轴上风向的小型风力发电机(一般在10KW及以下)。位于回转体后方,与回转体相连。主要作用一为调节风机转向,使风机正对风向。作用二是在大风风况的情况下使风力机机头偏离风向,以达到降低转速,保护风机的作用。

6. 风力发电机液压系统的组成及作用

在双馈风力发电系统中,发电机的定子直接连接到电网上,而转子在变流器的控制下实现交流励磁,

保持定子恒频恒压输出,基本运行步骤如下:

1、 发电机组在自检正常的情况下,叶轮处于自由运动状态;当风速满足运行条件且叶轮正对风向, 变桨系统将持续调整最佳桨距角,将发电机空载转速保持在切入转速上,主控系统若判定一切准备就绪,则发出并网命令。

2、 变流器在接收到并网命令后,将先对母线进行预充电,当母线电压达到一定程度后,网侧变流器开始进行调制;而当网侧变流器正常运行后,机侧变流器开始自检,自检通过后开始对励磁电流幅值、相位和频率进行控制,使得发电机定子空载电压和电网电压同频率、同相位、同幅值,此时闭合并网接触器实现并网。

3、 当风速变化导致发电机转速变化时,变流器通过控制转子的励磁电流频率来改变转子磁场的旋 转频率、幅值、相位等参数,使发电机的输出电压、频率和电网保持一致,从而实现风力发电 系统的变速恒频发电。

7. 风力发电机组传动系统组成

大多数水平轴风力发电机具有对风装置,能随风向改变而转动。对于小型风力发电机,这种对风装置采用尾舵,而对于大型的风力发电机,则利用风向传感元件以及伺服电机组成的传动机构。

风电涡轮机由机头、转体、尾翼、叶片组成,其中叶片用来接受风力并通过机头转为电能,尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能,转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能,机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。

8. 风力发电机液压站的工作原理

近年来,我国经济快速发展,科学技术日新月异,特别是风电等新能源的利用,为社会生产生活提供了充足的动力。风电吊装是风电工程建设的重要组成部分。它不仅技术要求高,而且施工工艺复杂。要引起足够重视,合理选择吊装设备,加强过程控制,确保风电吊装顺利完成。本文将简述风电吊装技术,然后分析了风电吊装技术的现状,最后提出了风电吊装技术流程与要点。 关键词:风电;?吊装;?技术要点; 导言:风力发电是一种清洁能源,在电力工业中得到了广泛的应用。它不仅具有较高的能源转化率,而且在一定程度上促进了我国清洁能源的发展,为环境保护做出了巨大贡献。在风电工程建设中,各种设备的吊装是重点和难点。吊装高度大,体积大。因此,要掌握风电吊装技术要点,保证风电工程建设的顺利进行。只有这样,才能提高风力发电的能量转化率,同时降低风电吊装的安全风险。 1 风电吊装技术概述 1.1 风电吊装技术特点与要求 在风电吊装过程中,其高度一般在140m以上,由于不同类型设备质量不尽相同,塔架高度也相差很大,并受风分布的影响。由于风险规模很大,一般大于90m,单体重量大于70t,工作环境非常复杂。地形复杂时,受强风影响,对风电吊装技术要求较高,以保证吊装作业方案和设备的合理选择。根据单台风机的实际特点,制定吊装施工方案。风电场的机组很多,往往几十台甚至上百台。风电吊装时,必须大范围移动施工。这就要求风电的安装施工满足便利性要求,保证特殊场地的顺利进行。 从风电吊装技术的特点和要求来看,风电吊装设备的选择和施工技术方案的制定将受到地理环境、道路条件、设备参数等诸多因素的影响,其中设备参数是主要体现在机舱尺寸、质量和塔高上。施工方案和设备的选择要有较强的起重和防风能力,并能适应各种场地。既方便了特殊场地,又能提高风电吊装施工效率。 1.2基于风机主机的吊装工艺 在风机吊装中,根据风机主机和塔架的结构特点,选择基于风机主机的吊装方案,借助新型专用设备完成吊装作业。特种设备通常包括起升机构、顶升机构、门架结构、底架结构、变幅机构、导向机构、夹持装置、引入装置、保护装置、液压系统、电气和电子控制机构。自升机构可完成特种设备的吊装,起升机构可用于发电机等风电机组部件的安装、拆卸等垂直作业,变幅机构能满足吊装部件安装位置的水平调整要求。 通过对风机吊装工艺原理的分析可知,专用设备的自升机构主要是将设备沿风机塔架驱动至主风机下方预定高度,连接装置用于将专用设备与主风机和塔筒固定,从可更换的龙门架覆盖操作范围,借助升降机构装卸风机大件,利用自升机构完成机体的设备调整拆卸和落地。 基于主风机的吊装技术,以及专用设备,可以解决以往地面吊装方案的不足。该技术的优点在于:一是方案中没有塔式结构,专用设备通过现有的主风机高度与机组主机相连,这与其他地面起重机不同,为了避免起重机起升高度的影响。其次,方案中选用了门机臂架和油缸变幅,可以覆盖风机吊装和维修范围内的所有零部件。第三,使用原设备可以保证设备的平稳升降和拆卸。第四,模块化设计不仅简化了结构,而且为拆卸和运输创造了良好的条件,适应性强。五是成本得到有效控制,对环境的影响最小。 2 风电工程风电机组吊装作业及控制分析 2.1 吊装机械的选择及评估 风机吊装作业以吊装作业为主,专业性强,风险大。如果定位高度一般在70m以上,对于大型风机,定位高度可能超过100m,一旦发生设备事故,必然会造成严重事故,机械损坏和人员伤亡不可避免。因此,设备的选择应谨慎。有必要对起重荷载进行评估和计算。综合考虑各种因素,将安全系数至少提高0.25,以防止因异常情况引起过载而引发事故。除上述主要起重设备外,还应根据实际情况选择辅助起重设备。主要选用有荷载要求的汽车吊和履带吊,对保证吊装安全起到积极作用。起重机械的选择属于筛选过程。

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进行现场勘察,详细了解场地、道路坡度、宽度,风机机房或发电机的重量、尺寸、定位高度等,确保起重机械的荷载和吊钩下的高度满足吊物就位的要求。起重机应根据机械成本和使用时间确定。 2.2风电吊装工艺流程 一般来说,风力发电机的类型不同,起重设备也有很大的不同。以双馈感应风电机组为例,吊装部件包括塔架、机舱和叶轮;直驱同步风机吊装中,塔架、机舱、发电机和叶轮是主要部件。风电吊装应注意叶轮吊装的可操作性,吊装机舱或发电机时应注意主吊的机械位置,以满足叶轮吊装的要求。一般来说,主吊臂正对着机舱或发电机与轮毂之间的连接法兰,可以为后续叶轮的吊装创造良好的条件,避免通过偏航改变主机位置和调整机舱方向。 结合风电吊装施工要求可知,具体吊装流程包括以下几点:吊装准备→支架→电抗器、电控柜→塔架Ⅰ段→塔架Ⅱ段→塔架Ⅲ段→机舱→发电机(机舱不含发电机)→叶轮组合→叶轮→吊装结束。 2.3塔筒吊装要点 塔筒卸车要与吊装场地边缘保持较近的距离,并结合Ⅲ段、Ⅱ段、Ⅰ段顺序进行卸车,在吊装过程中结合Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段顺序吊装。为防止卸料过程中塔架表面受到污染,应使用砂袋和支架对塔架进行保护,防止塔架两端变形。塔架吊装时,主要选用双吊吊运法。简言之,主起重机需要借助两台起重机提升塔筒。主起重机用于提升塔筒的小直径端和辅助起重机的大直径端。塔架吊离地面时,塔筒底部用辅助吊车调整塔底端与地面的距离,防止塔底与地面接触变形时伸出,在空中旋转90度,保证塔筒垂直。在塔筒对接接头平移吊装过程中,塔架吊装完成后,必须上高强度螺栓。塔筒和基础环的高强度螺栓必须用特殊的电动扳手预紧,以确保紧固符合要求,提高稳定性。 2.4机舱部件吊点 吊装施工时,应考虑风机机舱内吊点的布置。使用专用吊具吊好。另外,要在地面上实现机舱起吊方向的有效控制,防止机舱在起吊过程中转动或碰撞主起重机械或塔筒。注意导风绳的长度,一般小于机舱高度的两倍。由于螺孔内有较多的灰尘、沉淀物、铁锈和残留物,必须及时清理干净。 2.5发电机组及叶轮吊点 发电机组是风电吊装的重要组成部分,必须考虑以下条件:首先要加强与主起重机械的配合,装配好发电机专用吊装工具,待吊具整体就位后,将起重装置吊至发电机上部,应使用高强度螺栓和工具。其次,将两根导风绳系在发电机两侧的吊耳上,并对法兰面进行彻底清洁。第三,调整手拉葫芦,使轴与水平线的夹角向上3°。准备工作完成后,方可吊装,使发电机与机舱有效对接固定。主吊卸钩时,操作人员应系好安全带,并在施工前固定牢固。叶轮吊装是风电吊装的关键内容之一。吊装前,应将叶片重心组合,确保吊点位置清晰。 结束语 风力发电的应用对提高能源利用率、减少环境污染具有重要的价值和意义。近年来,风力发电得到了广泛的建设,为电力能源的利用提供了必要的基础。然而,风电项目是一个特殊的项目。施工过程中需要更多的吊装和高空作业。一旦施工失败,势必造成重大施工安全事故和人员伤亡事故,影响工程的施工。以风电工程施工为例,对吊装作业过程的特点及控制要点进行了分析和说明,为风电工程后期施工质量安全的实施和控制提供参考。

9. 风力发电机组液压系统的主要功能有

风力发电正在世界上形成一股热潮,风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行,我国也在西部地区大力提倡。因为风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染,是一种特别好的发电方式。 风力发电的原理,是利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。依据目前的风车技术,大约是每秒三公尺的微风速度(微风的程度),便可以开始发电。

风力发电正在世界上形成一股热潮,因为风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染。

风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行;我国近几年风电产业突飞猛进。小型风力发电系统效率很高,但它不是只由一个发电机头组成的,而是一个有一定科技含量的小系统:风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要,各部分功能为:叶片用来接受风力并通过机头转为电能;尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能;转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能;机头的转子是永磁体,定子绕组切割磁力线产生电能。

风力发电机因风量不稳定,故其输出的是13~25V变化的交流电,须经充电器整流,再对蓄电瓶充电,使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源,把电瓶里的化学能转变成交流220V市电,才能保证稳定使用。

机械连接与功率传递水平轴风机桨叶通过齿轮箱及其高速轴与万能弹性联轴节相连,将转矩传递到发电机的传动轴,此联轴节应按具有很好的吸收阻尼和震动的特性,表现为吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移,并且联轴器可阻止机械装置的过载。另一种为直驱型风机桨叶不通过齿轮箱直接与电机相连风机电机类型。 风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械,又称风车。广义地说,它是一以大气为工作介质的能量利用机械。

机舱:机舱包容着风力发电机的关键设备,包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。机舱左端是风力发电机转子,即转子叶片及轴。

转子叶片:捉获风,并将风力传送到转子轴心。现代600千瓦风力发电机上,每个转子叶片的测量长度大约为20米,而且被设计得很像飞机的机翼。

轴心:转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。

低速轴:风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代600千瓦风力发电机上,转子转速相当慢,大约为19至30转每分钟。轴中有用于液压系统的导管,来激发空气动力闸的运行。

齿轮箱:齿轮箱左边是低速轴,它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。 高速轴及其机械闸:高速轴以1500转每分钟运转,并驱动发电机。它装备有紧急机械闸,用于空气动力闸失效时,或风力发电机被维修时。

发电机:通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风力发电机上,最大电力输出通常为500至1500千瓦。 偏航装置:借助电动机转动机舱,以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作,电子控制器可以通过风向标来感觉风向。图中显示了风力发电机偏航。通常,在风改变其方向时,风力发电机一次只会偏转几度。

电子控制器:包含一台不断监控风力发电机状态的计算机,并控制偏航装置。为防止任何故障(即齿轮箱或发电机的过热),该控制器可以自动停止风力发电机的转动,并通过电话调制解调器来呼叫风力发电机操作员。

液压系统:用于重置风力发电机的空气动力闸。

冷却元件:包含一个风扇,用于冷却发电机。此外,它包含一个油冷却元件,用于冷却齿轮箱内的油。一些风力发电机具有水冷发电机。

塔:风力发电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势,因为离地面越高,风速越大。现代600千瓦风汽轮机的塔高为40至60米。它可以为管状的塔,也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全,因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于它比较便宜。

风速计及风向标:用于测量风速及风向 前言  第1章绪论1  1 1风能利用及风力发电历史2  1 2中国风能资源与开发前景4  1 2 1风能特点4  1 2 2我国风能资源分布特点及  开发前景5  1 2 3风电发展概况7  1 3风力发电技术现状与发展8  1 3 1风力发电机组的类型8  1 3 2大型水平轴并网风电机组的  基本结构10  1 3 3风力发电技术的发展状况11  1 4风电机组相关设计标准14  1 4 1国际电工委员会标准14  1 4 2国外主要风电标准15  1 4 3中国主要风电标准16  思考题17  第2章风能及其转换原理18  2 1风的种类及其特性18  2 1 1风的形成及其基本特性18  2 1 2全球性的风21  2 1 3地方性的风22  2 1 4平均风23  2 1 5脉动风27  2 1 6极端风29  2 1 7地形地貌对风的影响31  2 2风的测量与估计32  2 2 1风向的测量33  2 2 2风速的测量33  2 2 3风能估计34  2 3风能资源评估及风电场选址概述37  2 3 1风能资源评估38  2 3 2风电场选址38  2 4风能转换基本原理40  2 4 1叶片上的气动力40  2 4 2风能转换基础理论42  2 5风力机的特性46  2 5 1风轮空气动力特性46  2 5 2风力机的运行特性47  2 5 3实度对风力机特性的影响48  思考题50  第3章风力发电机组的结构51  3 1水平轴风电机组概述51  3 1 1风电机组的基本结构、性能  和类型51  3 1 2风电机组主要参数56  3 1 3风电机组设计级别60  3 2风轮61  3 2 1叶片61  3 2 2轮毂66  3 2 3变桨机构67  3 3风电机组传动系统69  3 3 1风轮主轴69  3 3 2增速齿轮箱71  3 3 3轴的连接与制动79  3 4机舱、主机架与偏航系统80  3 4 1机舱80  3 4 2主机架80  3 4 3偏航系统81  3 5塔架与基础84  3 5 1塔架84  3 5 2陆上风电机组的基础88  3 5 3海上风电机组的基础90  3 6风电机组其他部件91  思考题91  第4章风力发电机92  4 1发电机的工作原理92  4 1 1发电机的基本类型92  4 1 2直流发电机的基本工作原理94  4 1 3同步交流发电机的基本工作  原理95  4 1 4异步交流发电机的基本工作  原理97  4 2风力发电系统中的发电机98  4 2 1并网风电机组使用的发电机99  4 2 2离网风电机组使用的发电机100  4 3并网风力发电机101  4 3 1同步发电机101  4 3 2异步发电机103  4 3 3双馈异步发电机104  4 3 4直驱型发电机107  思考题110  第5章风力发电机组的控制及安全  保护111  5 1风力发电机组的控制技术111  5 1 1风力发电机组的基本控制  要求111  5 1 2风力发电机组的控制系统  结构114  5 1 3风力发电机组的运行控制  过程115  5 2风力机控制117  5 2 1风力机控制的空气动力学  原理117  5 2 2定桨距风力机控制118  5 2 3变桨距风力机控制119  5 2 4功率控制121  5 3发电机控制123  5 3 1风力发电机控制要求123  5 3 2异步风力发电机控制124  5 3 3双馈式发电机控制129  5 3 4直驱式发电机控制132  5 4风力发电机组信号检测135  5 4 1风速及风向信号检测135  5 4 2转速信号检测135  5 5控制系统的执行机构136  5 5 1制动保护系统137  5 5 2变桨距执行系统137  5 5 3偏航系统139  5 6风电机组的安全保护140  5 6 1风电机组安全保护系统设计140  5 6 2风电机组安全链系统141  5 6 3风力发电机组防雷保护142  思考题143  第6章垂直轴风力发电机组145  6 1垂直轴风力发电机组及其发展  概况145  6 1 1垂直轴风力发电机组的发展  概况145  6 1 2垂直轴风力机的类型146  6 1 3垂直轴风力机的主要特点148  6 2垂直轴风力机基本原理149  6 2 1阻力型垂直轴风力机149  6 2 2升力型垂直轴风力机151  6 3水平轴与垂直轴风力机的对比152  思考题153  第7章离网风力发电系统154  7 1离网风力发电机组的应用154  7 1 1向大用户直接供电154  7 1 2向农户、村落、农牧场供电155  7 2微、小型风力发电机组结构156  7 2 1叶片与风轮157  7 2 2调速装置157  7 2 3调向装置158  7 2 4发电机159  7 2 5塔架160  7 2 6蓄电池160  7 2 7控制器和逆变器160  7 3互补发电系统160  7 3 1风 光互补发电系统160  7 3 2风力发电机与蓄电池系统162  7 3 3风力 柴油互补发电系统164  7 4储能装置166  7 4 1蓄电池166  7 4 2抽水蓄能170  7 4 3飞轮储能170  7 4 4超导储能171  7 4 5其他储能方式171  思考题171  附录风力发电名词术语汉英对照172  参考文献178

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