.. 2000 3 ,,, . ,, . ,. , . 200. 1986-2020.,.., . , . (,, ,), , . ,( )., ., , -, . 5% , 12% , ( 60%). - , , . . , .,, 1973. - , . 4 , . ,. . ., , , . ,,.- 50%, . , , 40 50 . . 550 . ., , . 50 % . , , . , , ,,, , , .. () ,.. , . 5 1 1. ,2,7% (603,7.2),199015,2% ;17%22%;27%,52% ;35%;95% ,24%,21%50%. 8.,90 ;28,6% . , 1990.207,8..,1997.-76,4.., 2,72., 636,3 . . 80-90,-350. 400 , ,- . (98% )-(2%),- . 1996. 285 7. 190.. 261 , 119 . 2010 139.20 , 80% 2 . -200517 9,2..13. 67 7 .., 2000-2010 . 2-25% . 0,2. , 6 , .1992-1997. , , , . (%1990) .1.1. 87,939,232,928,1 27,526,457,673020406080100199019911992199319941995199619971998 . 1.1 ,- ,50%. , , . 1996 . 199242%. 20..25% . 1998.55,2., -32,4.4,7.(58,7%8,5%); -13,8.(25%);- 4,3.(7,8%). 8 , 25 1 (). 33%, . 1998 173 . (. .1.2), ()-171978,7..1997 177024,4.., 1998 5045,7 . , 2,9 %. 7 . 296258276770201598192636181709177024171978,7228316250964050000100000150000200000250000300000350000199019911992199319941995199619971998. . 1.2 1 . ,5,4. 160 . . .1.3 1990 1996.. 250000245000210000228000250000190000178000130000145000175000210000 210000130000130000050000100000150000200000250000300000, . *1990 . 1996 . . 1.3 , , 8 , . 5 1998 . ,(4.) (7-8.). 49,1 - 50,4 . -, . - . - ,,, , . ,,, , -, , . (, , ), (, ). - ,, ,, , . -, , - . -, ( ,, ). . , ; ;; , . 9 . - , ()., , , : - U , (); - I, (); , - S, P, Q - (), () - (),;cos, - f, (). : - ; -(, , ); - ; - () ; -,, ; -(,, ); - ; -, ; - ; - ; - . ,. ,,, . . : ,,.., (, ). 33%.,100, ,66 . 10 ,, ,,100 20,80 . . : , , , . , . , . , . , . :- ( ); - ; - ; - ; - .. , . 11%. ., 6,5%. ,..90% , . ,60% . 11 80%. . , . , , : - ; -,... ; - . , . ,, ,,,, ,.. . , : - ,. ,. ; -, . ; - , ; -( ) (, ..); - , . . 12 2. , ,, . , . . , (), (), -, . . 3 3 24 2 1 6 5 . 1.4 (.1.4): - , , ; - ; - , , ; - - - 13 - , - (), , , . . ,, . , . . , 0< | | =e AJM J; ; . , . . , . ,, . , . . , . . 14 ,. , , . - . : - (, , ..) - (, , ..) - (, , ..) ,,, . , . , :,, , ., .,, , . IGBT, GTO, IGCT, IPM . , . , 15 ( :) . , . . , , : -- ; -- , ,, ; -- , , ; -- - . . ., , . : -; - ; - . . , . ,,(), . 16 . . ;, ,. ,, . , . , ,. ,, , . , , . , ,, , :, (). , . 3. . . : - (,, , ); - ( , , ); - ( 17 ,, ); - ( ); - (, ); - (, , , ); - ( ). : , , . , 60, pnpn . , . 80- (GTO Gate - turn off). GTO . GTO, . GTO . 90 (IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor). GTO, ( , ). , IGBT, , , . IGBT,, , ToshibaSemiconducturGroupIGBT (PPHVIGBTpreessparkhiqhvoltaqeIGBT), . , , ,, . 18 , ., : GTO()IGBT() . , , () . , Semiconducturs, Mitsubishi. (GateCommutatedThyristorGT) IGCT (Integrated GCT). GCT, GT, , , . .GCT , , , , ( 3000/) . (GT) ,.GCT .IGCT . ,IGCT GCT . . ,. . , , . 19 . 1.1 1.1 - I, UDRM, URRM, U, SCR Semiconducturs 5STP 34N520033504400 4200 2,54 GT Semiconducturs 5SGT 30J600430006000173,35 IGT Semiconducturs 5SHY 35L450240006000192,65 GCTMitsubishiPGC4000AX-90DS40004500192,65 IGBT (PP HV IGBT) Toshiba Semiconductur Group ST1200FXF21 12003300204,5 : 1. I ; ( ) . 2. U Im=I. U ( ) I. 3. UDRM, URRM IGBT UCES, UGES . . 1.2 1.2 , . 1.=560 DM SCR . . . . . . 0,5 GT . . . 250 4 . . . . . 1 IGT . , GT. . . . . . 1,5 IGBT (PP HV IGBT) . ( 10 ). . . . 2 20 14501502196426607257520500500100015002000250030001 2 3 4 5 6 7974403901612090100200300400500 50 : -; - SCR; - ( - Bipolar Pwer Transistor); -(MOSFET Metal Semiconductor Field Effect Transistor); - (Power IC); -(SmartPower IC). 50 : - ; - IGBT; - SCR; - GTO; - GCT; - IGCT; -. 1996. 13 . . . . 1.5 : 50 (1 ;2;3;4 MOSFET; 5 IGBT; 6 ; 7 ); 50 (1 ;2IGBT;3;4GTO;5 ). 12 3 4 5 . 1.5 50 MOSFET(25%)., , (1), 21 ( 200 ) . . (14%)(15%). 1996.1,5.. . 50 19% . (500600) IGBT.I I IGBT (35%). (30%). 7% . IGBT 1800 4,5. 200400. IGBT 1,2 (GTO) 1 3,5 . () du/dt di/dt, , IGT 1 100. GT . 100 , IGT, , . 2,5, , 22 . IGBT IGCT .1.6., IGBT IGCT, .1.7 .1.3 (3 , 600 ). I, 10,0 1,0 0,1 1,0U, . 1.6. 1.7 1.3 GTOIGBTIGCT 109 (FIT) , , , (=80 ) n 7000 72 190 456 200 365 13000 45 70 200 80 182,5 2300 26 60 80 200 132 IGCT , ,, .IGCT . GTOSCR( ). . . . . . , , IGCT IGBT 0204060801001201400,4 1 1,5 2 2,5 3, *, %IGCTIGBT23 . , ,,, ., , (Smart Intelligent) . , . , . ,, , , , . ,, . , . . . , . . , ,(), , . 30%. .. , . MOSFET/ 400. ( ). 24 SCR. : (1,21,5 ),, / ,(8)(4),, , , , . :IGBT IGCT.SCR /, : - , . (575..1996.) +, ; - ( ,, , ..). SCR (), -,- . ()du/dt, , . GTOIGCT.GTO (,, , ) IGCT , , 4,5. (3,5) IGCT.IGCT :, 6 9 , ,,, . MOSFET. , , , 25 MOSFET Smart IC. IGBT. . IGBT : - (1-2 , 5 7 ); - ; - ; -, ; -IGBT( ) ; -, . IGBTIGCT . -, ( ,). - , , 1,0. . -, , . ,1,0 , . . 26 . -, . . . - . ,, , . 4. . , , ( ) ( cos).,,.. ,.,, (). , , , . , ., . , , ,, . , 27 , . , = 1 + 2, 1 , ;2, . :- , . , 206070%, ., , . 2025% 2,53,(4000 ), ,10,13-0,15. , , . , . () cos.,, ,. ,(5%) cos 30-35%, 20-25%, 10-15%. cos . 1.8. 28

. 1.8 , ., ,, ., Siemens . , . -, ,- , . 500-1000 . ( ()). , (SwitchReluctance Motor),. ,, . q, cos cos q P, 29 -, , , ,,, . . . . . . 1.9 .1.9 (1- ; 2- ; 3- .). (, , .) ( ). , (380/660) ( 3...4 . .). ( - ). . , (50), ()., 100P, 10112310 100 1000n,/30 , - . - (, ),,, (. 1.10).--- 1 2 . 1.10 :--95 , 0 5 , 0 = q ( , ); - - 95 , 0 75 , 0 = q ( , ); - -95 , 0 9 , 0 ~ q ; - - 99 , 0 ~ q ;-95 , 0 = q ; -- 95 , 0 ~ q ( ). q q q q q = qi, i- . 10100 q=0, 650, 75. . , ( 710%), , . : -(.1.11.), ( ); 31 -(.1.11.), ; -(.1.11.), ( ,, ). 1 2 11 . 1.11 , ,, , . , ,, 20 , .. . e = M P . .1.12 . . 1.12 . . 32 , ,(,, ..). ,(. 1.13)., ( ) P M M M A = e e = e e . . 1.13 .1.14. . ., ,. , . . 1.14 , (. 1.15), .. , . . ,., . . () ( ) 50 . 50 33 ,. , , . . 1.15 , . : -, ; - ; - , .. ; - (, , .); - (, 1,5 2 ). . , . . , - . 50 34 , . , . (.1.16) ,, ,..(30356-96" ").:1-5,26%;2- 1,29%;3-5,60%;4- 10,88%; 5- 14,28%; 6- 13,32%;7- 17,13%;8- 3,75%;9-2,46%;10- 20,58%;11-0,69%;12- 4,76%. . 1.16 : - ; - ; - ; - ; -(, ..); - ; - ; - . 23456789101112 135 . 10,. . 10. , . . : - ; - ; - ; - ; - ; - ; - ; - ; - . , . , . , .,,, , : -, ( ). ; - . ; 36 -, .- - ,, , ., . () . -. , 15 - 75 % . - (, ..). . , .. . , 00,7. : . , ( ). : - , -, . , , ; -, , 37 . , ( ), ; -, , , ,, ; -, - , . , . , ., . ,(, ,), . . . . , , .. , . , . , 20%. 38 (1624),, . , . . . 34 . . , , . ( ),, ( ,, ,..),.. , . , .. . . 5%, . . . , ,. ,, - . 39 . : -,, , ; -, - ; -, ; - . . , , ,, . , (.1.17) (.1.18), . . 1.17 . 1.18 . . 40 , (,,), ,. 50% .(- ,- ,..), . - () . ,3-6%( ), ( ,, ). -, ., ,.1.19. .1.12, (). , , . , . 1.13; 1.14; 1.17 1.18 . . 1.19 . . 50 . 41 , 3 5 , 2 3 . , : - ,,. ; - .,, ,. , ; - . , . , . , ,. ,, . ,, . . . 42 , , . . , : - ( ); - - ; - ;- , . . , ,,, ,. ,, , , . : - , 10 15 % 2-3 ; - ,,-, , 20%; - , ; - , ; 43 - , , ; - , ., (10%)(, ,,.) . (6) . 100 . , ., , ., ,, . , . , (e-Ae1 sese+Ae2), ee, -, (.1.20). . 1.20 . 0eAe1Ae2 (e)eee44 , , . , . , . 10-15%. , ,,, . , , , (), . -. , , , % , 10022UUklnn== Un U n- . 13109-87k 5%95%, .. 5%-. k, 5%. k, ; . 13109-87; k>5%., 45 . , ., 0,250,43k4%, 3,3-243%,36722%,841%.116621%.EN50.006 , ., , .,5% , . 555-2 , . IGBT,G. , . . . , . / , 4- (60030551). ..1.21 (, , ). 46 . 1.21 , . . , ( ), , . -, (). - , . , , . II IIIIV IIIIUI 47 2 1. 1.1. . 2.1. A Wpc A W A W A W A WA W, , W- W- W-W- W- W- . 2.1 . . : , ., . : , . (), . ,. , . , . , 48 , . , . , ,. . , ,. , . , ,, . ., , , . , ,. , , . . , . , . , -,, , . :, . ,, 49 . ,. , , ., . , . ,, , . , . , . () , (). . , :- ( ); -( ); - , ; - . :- (. 2.2, ); - (. 2.2,); - (. 2.2, );- (. 2.2, ); 50 - . . 2.2 () (),: e(F V ). , , , . . (), ()., . , , , ( ) (). . 2.3 . 2.3 51 (AW) . . : - ; - ; - ; - . ., .2.3. . L =10-2, J'=22. I =100 e = 100 1/. = =22IL WL0,005 104 , =e' =22JJW 104 . 1.2. , , FV MkkPjdtjdVjVjmidtidi iJ P + e +A ++ee =, P ; eei dtidi iJ 52 jjj jdtdVV m , ; AkkP ;e M ,FV , . ,,, , , ., 0 )22( >ee =e=dtdJJdtddtJdW. ,, , . ,, , . (. 2.4). . 2.4 : - ;-;J -, ; A - . ., P }dt P ; P }dt P ; EAP } EA dt P . ..2.1 P APE PPJ 53 , . , . 2.1 - P- P PJ - EAP ++0+ EA + = P P P . . +M = 00+ EA = P P . , - . + = 00+ EA = P P , . - . +0+ EA = + P P P . , , . 00+ EA = P P . . 0+ EA + = P P P . , , ( , ) . ++++ P P P PJ + + A =E . , . P APE P PJ P APE P APE P APE P APE P P APE P APE P P 54 +++ EA + = + P P P PJ . . . ++ EA + + = P P P PJ ( ). , . 0++ P P PJ+ A =E ( ) . ++ EA + + = P P P PJ , , . 1.3. - . - , , . () WW= q . , , PP= q . P APE P PJ P APE PJ P APE PJ P P APE P PJ 55 t } }}EA += q 0 00t ttdt P dt Pdt P. (P )(P ), [=Eq = qnii1. . 1.4. , , ,, , . (. 2.5). ii + 1 . 2.5 , , : - ; 56 - ; - ; - . 1 , + i iW , "",, jW A . , ,(), ,(); (i,i+1), ;,; , , A +=jj i, i+i, i+W WWH11, ( )dt t P Wtti, i+ i, i+ }t +=111 1 , ;( ) t Pi, i+1 ; ( )}t +A = Ajttjjjdt t P W11j ; Pi,i+1(t) - , i,i+1;Pj(t)-j- ; t1, - , t1= 0 - . , , (. 2.6). eUrr A P= I2rA P= I2rUIIEM

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\|= , U1~0,95U U; Cn n- . . ,L2, . . 244 , , , , = Q Q Q . 4.3. , , . ( - ). ( Q Sk=Q/S1,510-2), . ,,, ,. . ,, k = 5%, 13109-87. , (k>1,510-2) . ,n-, nqoq ,112 2*2*n k nnqqq+ = o.*qqnnn = oq 22* 1) 1 (nn kqqqoo > . ,11- (np=11) 13- (nq = 13) 50 70% (oq 0,5 0,3)k=0,2310-2k=0,6710-2., 13-,75 91%.7-50%5- : k>210-2. 245 . 0=dndk . ,.. ,, . , , . .7.24 . . 7.24 3, 5, 7, 11- . n>11. . ,. , . (75-100 ) , . 15. 4%, 30% 43%. ,. . 4.4. n=5n =7n =11n =3 246 ./ . ..7.25: ;;- ; - . . 7.25 , , , ., , . ., , . -(),GTO-., , I1+IncI1+In Inc-In Z Uc I Ux1+Uxn -(Ucn+Uxn) ZR Uc1+Ucn I1+IncI1+In Inc-In Z UcI a U U Ux1+Uxn-(Ucn+Uxn) Z Uc1+Ucn Z 247 . . , . . , ., ., . . , ,, ,,,., , . .7.26:-; . . 7.26 (. 7.27). CnLn LcZ fIxa248 . 7.27 . 10% ., 35,9% LC RLC - 28%, 3,9%. ,, . ,. , . , , cos = 1 . . . .on-line I1+IncI1+In Cn Ln r Z Z Uc 249 , , ,. ,,, . , . . 7.28. . 7.28 , , . , , :+10-15%. . , . . . - 250 . . ,.. . , (InstituteofElectricalandElectronicsEngineers)N(NationalElectrical ManufactoriesAssociation). ,,, , , . , ,. , . , .7.29. . 7.29 Z . U ., , .(5%) cos = 1 . . UL U Z L i Uc ic 251 , .,L. . , . 4.5. . .IGBT-, 20 . ,, . , . . LC- . , , IEC(IEC1800-3-.ProductStandardfor PowerDriveSystem),EN61800-3, (CISPR). (13661-92. .), . , 252 , . , . . (. 7.30). 1 2 . 7.30 1, .2 , , . . .7.31,Z ; ;Z;Z . . 7.31 . , Z E

Z ZZ - 1 253 Z = Z+ Z. . Z 11001-80. , . 7.32

Z Z Z 2 . 7.32 , . Z = Z+ Z. (), (s), U(s), . - Z = R+jL. Z = R+jL. = + e = 00 ) sin( ) ( ) (nn nn E t e s E , nn-:0 254 ; n n- . ,, = + e = 00) sin( ) ( ) (nn nn U t u s U , Un n- ; n n- . n nE n A U ) (0e =; n nn e = ) (0, A(n0)(n0) , . LC-. - (. 7.33,). . 7.33. ) () () (s Es Us H = ; ) / / 1 () (Z Z Z Z Z Z ZZs HL C C L+ + + += . 22 2 1L R A e + = ; ||.|

\| e= 1arctgRL; ) ( ] Re[ 2 2L R R L LR C R R A + + e + = ; ) ( ) ( ] Im[ 3 2L L CL R CR L L L A + e + + + e = ; ( ) ( )2222 2] Im[ ] Re[ A A A + = ; ||.|

\|= ] Re[] Im[arctg222AA. Re[A2]> S k11(13)~0,05 *nU< 0,03. , S ~ S, 11-13- 10-20%. 110-220.11- ., 110-220(8%) . 110-220 , . 4.8. , ,, ..7.38 ()-() . : . . , 263 180, , . Ed Ed Ed>Ed, . L1L4. L1 L2L L2 L1 L4L3

. 7.38 (. 7.39). t = o + o2 1, . . o2max o1min e o2=90 o2min o1=90 o1max M(I) o2max o2=90 o2min M(I) e o1min o1=90 o1max a . 7.39 264 t = o + o2 1. , . . ., ,. . (5...10) o>90, . , . (.7.40), , . , . M(I) e . 7.40 265 . , , , , . , , . , (.7.41) o1=0, o2 0 180. Ed0E EdE Ed02 Ed2 -Ed02 Ed01= Ed1 Ed2Ed1 o2o1 o . 7.41 o2 ( )1 ... 5 , 021 ... 0 12cos coscos2 1=+=o + o= . , , -, o1=0. . -, (. 7.42).266 Ed /Ed0 o2 Q/Pd o1 U . 7.42 . Q/Pd Ed/Ed0 1 2. , , . . ,3;9;15- . . 7.43. 267 . 7.43 ()., , . .1 .2 ., .(, ), . , , , . 3- , (.7.44) . . 7.44 , (5-;7-) . , . . , . 268 , 10% , ., , . , . . , - , . .,, 365-, 26 7-, 16 11-. , . , ,, .: , ; , . ,.12- 5; 7; 17; 19- . 5- ., , 6e, e . 7- , . 6e. (.7.45) 30,, ,306=180, . 17- 19- . 269 T1 . 7.45 , , . (18, 24 ..). ,12- 24- . o (.7.4). . 7.4. 12- o 24215 36310; 0; -10 48415; +7,5; 0; -7,5 . . - 10,32o=7,5.o=15 o=7,5. , 270 ,, . , , . ,AId1* AId2*, AIn* 1- |*1dI *2dI |s0,04. 10% n 5 7 15% n 11 13. ., o=20; =10 |*1dI *2dI|* = 0,02 : AI5* =0,055;AI7* =0,04;AI11* =0,025;AI13*=0,021. , , . , , . ( ) , , . cos=1 . , , . 4.9. . . .2 sin * *2*1*||.|

\||.|

\|+ =nX I IId dn271 , . . , . , , . , . , : - () ; -, ; -, ; - ; - -. - : - ; -- ; - ; -- ; - . - : -; -. , 63. . -; -. 272 . ,. . . 7.46. U . 7.46 : 1...6. . ; 1...6, o. U; , ; , . ; 1...6 . ..7.47 , . 273 UA U U, U UU U U t t t t . 7.47 , . , . . ,. , , . , . , . () . ( ),,, , . (300. ) ,f=f=50 . 6(f=6f=300 ) . ,0...60 274 . . 0...180 . , 300 . , , . . 7.48 Uo=o1+o2+o3 .7.48 : ; ; ; . .7.49 , . 300 , . , 60 . .. , 300 , 0...180 . . 275 U1 U U2 U3 U U U1 U2 U3 t t t t t t t t t . 7.49 . , . ,,, . . , . . , , . . - . , 276 ( ), . 7.50(,). a U1 U2 U 12 U U1 U2 U AU t t t t t U1 U2 UF1 UF2 t1 t2 . 7.50 :1...3 ; ; ; RS-; . 660, 380, 220 100 , 50 , 100 . , . 277 35...40 . 10 . . , - . . . AU , . t1, , .RS- , ., , .RS-. RS-, t2. . . 7.51 -E R R R R R1 R R R U o1 . 7.51 300 RS- , . 278 1,2. R1. , .. ,RS-,. . . .7.52. AU AEd Ed0 U . 7.52 . UEdUEdAA=A o Ao AA= . =0,01 . U C EdtdETdd= + , U Ed C + 1 U Ed279 1. .. .-.: , 1989.-176 . 2...,.. . - : , 1985.- 383 . 3....-.: , 1989.- 127. 4....-.:, 1985.-560 . 5...,.. : . -.: , 1978.-120 . 6. .. . - .: , 1995.-86 . 7....-.: , 1986.-416 . 8. .. . -.: .., 1991-430 . 9... ./:.-.,1985. 3,. 46-49. 10. :. . - : , 1995. 11.12.25.011-84. ..-.: , 1984.-136 . 12. .. . - .: , 1986.-136 . 13. /.. .-.: , 1987.-320 . 14.. .:/... . .: , 1988.-727. 15../ . .. .. . - :, 1983.-616 . 16. / .. .. . . .. : , 1998. 506 . 17.,,/ .. . . .; : - , 1997. 152 . 280 18. . / .. , .. , .. . . -, 1999 400 . .-(;. 2 ). 19...- .-. , , .: 1998, . 2 20.. // . 1999. 5. . 62-67 21... - .: , 1978. 22... //.1999.4..2-7 23... . //.1998.3. .48-52 24...IGBT- // . 1998. 7. .24-31 25... //. 1998. 8. .2-5 26...,.. //. 1995. 7. .9-12 27...,.. //. 1997. 11. .7-12 28...,.. //. 1999. 4. .41-51 29....IGBT //. 1999. 7. .38-41 30...- //. 1997. 2. .1-3 31... //. 1995. 11. .34-39 32... //. 1995. 10. .24-27 33.:/... . . , 1991. 400.,. 281 34... .2-.,...: , 1984. 160.,. 35... //.1999. 4. .28-32. 36.. //. 1999. 4. .32-34. 37... //. 1999. 11. .37-41. 282 ... 3 1. 1. 2. 3. 4. 2. 1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 2. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 5. 5.1. 5.2. 6. .. . .... . . .. .. .. ().. () . . . .. .. ... 5 5 12 16 26 47 47 47 51 54 55 59 69 69 71 78 84 84 88 90 91 91 93 283 7. 3. 1. 2. 3. 3.1. 3.2. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4. 1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 3. 3.1. 3.2. 4. . ... ... .. .. . . ... ... .. ... - .. ... . .. ... .. ...... . . ..... . . .. 94 96 104 104 112 116 116 117 119 119 120 123 125 127 127 127 128 131 132 134 135 135 139 146 148 152 152 153 154 284 5. 6. 7. 5. 1. 2. 3. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8. 4.9. 5. 6. 1. 2. 3. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. .. .. . ... . - - . . - .. ( ) . .. .. .. 157 161 163 174 174 178 186 190 190 192 194 195 197 198 200 201 203 204 210 210 228 235 238 238 246 253 256 260 285 5. 6. 7. 1. 1.1. 1.2. 1.3. 2. 2.1. 2.2. 3. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8. 4.9. ... ... .. . , , ... .. 262 265 271 271 271 277 281 283 283 287 289 295 295 297 303 305 310 316 318 321 329 ... ...337