Το τριφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα στον κλιματισμό. Γράφει ο Παύλος Παπαδόπουλος

     Η ψυκτική τεχνολογία και ο κλιματισμός αποτελούν σήμερα αναπόσπαστο κομμάτι της καθημερινότητας και της σύγχρονης βιομηχανίας. Από τη συντήρηση τροφίμων σε οικιακά ψυγεία και υπεραγορές, μέχρι τη δημιουργία κατάλληλων συνθηκών άνεσης σε κτίρια γραφείων, νοσοκομεία και βιομηχανικές εγκαταστάσεις, η λειτουργία των συστημάτων ψύξης και κλιματισμού είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με την ύπαρξη αξιόπιστης και αποδοτικής ηλεκτρικής ενέργειας. Χωρίς αυτήν, δεν θα ήταν δυνατή ούτε η συντήρηση των τροφίμων για μεγάλα χρονικά διαστήματα, ούτε η διαμόρφωση ελεγχόμενων συνθηκών σε χώρους όπως νοσοκομεία, Data Centers ή βιομηχανικές μονάδες παραγωγής, όπου η θερμοκρασία και η υγρασία πρέπει να διατηρούνται σταθερές ανεξαρτήτως εξωτερικών συνθηκών.

Η ηλεκτρική ενέργεια αποτελεί την "καρδιά" κάθε ψυκτικής εγκατάστασης. Είναι η μορφή ενέργειας που θέτει σε λειτουργία τους ηλεκτροκινητήρες, οι οποίοι με τη σειρά τους κινούν τους συμπιεστές (την κύρια μονάδα παραγωγής ψύξης) και τους ανεμιστήρες (για την εναλλαγή αέρα στους συμπυκνωτές και τους εξατμιστές). Χωρίς ηλεκτρική τροφοδοσία, ένα σύγχρονο ψυκτικό σύστημα καθίσταται ανενεργό, τονίζοντας τον ζωτικό ρόλο που διαδραματίζει η ηλεκτρολογία στον κλάδο αυτό. Ακόμη και τα σύγχρονα συστήματα αυτοματισμού, οι ηλεκτρονικές βαλβίδες εκτόνωσης και οι ρυθμιστές στροφών (inverters), που βελτιστοποιούν την απόδοση και εξοικονομούν ενέργεια, εξαρτώνται πλήρως από τη σταθερότητα και την ποιότητα της παρεχόμενης ηλεκτρικής ισχύος.

Στα πρώτα βήματα της ηλεκτροδότησης, οι περισσότερες οικιακές και μικρές επαγγελματικές εφαρμογές βασίζονταν στο μονοφασικό σύστημα εναλλασσόμενου ρεύματος. Το σύστημα αυτό, με τάση 230V και δύο αγωγούς (φάση και ουδέτερο), ήταν επαρκές για μικρούς κινητήρες ψυγείων ή μικρές μονάδες κλιματισμού. Ωστόσο, η εξέλιξη της τεχνολογίας και η ανάγκη για κάλυψη μεγαλύτερων αναγκών (π.χ. ψύξη μεγάλων αποθηκών, κεντρικοί κλιματισμοί πολυκατοικιών, βιομηχανική ψύξη) οδήγησαν στην απαίτηση για ολοένα και μεγαλύτερη ισχύς. Είναι χαρακτηριστικό ότι ένας τυπικός οικιακός συμπιεστής μπορεί να έχει ισχύ 0,5 έως 1 ίππο, ενώ ένας βιομηχανικός συμπιεστής για ψυκτικούς θαλάμους μπορεί να φτάσει ή και να ξεπεράσει τους 100 ίππους, καθιστώντας αδύνατη την τροφοδοσία του από μονοφασικό δίκτυο λόγω των τεράστιων ρευμάτων που θα απαιτούνταν.

Η χρήση μονοφασικών κινητήρων για μεγάλη ισχύς παρουσιάζει σημαντικά μειονεκτήματα. Οι κινητήρες αυτοί γίνονται ογκώδεις, έχουν χαμηλότερη απόδοση, μεγάλο ρεύμα εκκίνησης που προκαλεί προβλήματα στο δίκτυο (πτώσεις τάσης) και απαιτούν πρόσθετα εξαρτήματα (όπως πυκνωτές μόνιμης λειτουργίας ή πυκνωτές εκκίνησης) για την εκκίνηση και λειτουργία τους, αυξάνοντας το κόστος και τα πιθανά σημεία βλάβης. Για να καλυφθούν οι ανάγκες των ισχυρών συμπιεστών και των πολλών ανεμιστήρων που απαιτούνται για την απαγωγή θερμότητας (π.χ. σε αερόψυκτους πύργους ψύξης ή σε μεγάλες κλιματιστικές μονάδες), ήταν επιτακτική η ανάγκη υιοθέτησης ενός αποδοτικότερου ηλεκτρικού συστήματος, ικανού να μεταφέρει μεγάλη ισχύ με μικρότερες διατομές καλωδίων και λιγότερες απώλειες ενέργειας υπό μορφή θερμότητας.

Τη λύση σε αυτή την ανάγκη έδωσε το τριφασικό σύστημα εναλλασσόμενου ρεύματος. Πρόκειται για ένα σύστημα παραγωγής, μεταφοράς και χρήσης ηλεκτρικής ενέργειας που βασίζεται σε τρία εναλλασσόμενα ρεύματα, μετατοπισμένα χρονικά μεταξύ τους κατά 120 μοίρες. Το τριφασικό σύστημα επέτρεψε την κατασκευή πιο απλών, ανθεκτικών και αποδοτικών ηλεκτροκινητήρων, ικανών να αποδώσουν μεγάλη ισχύ με μικρότερες διαστάσεις και λιγότερες απώλειες. Η υιοθέτησή του υπήρξε καθοριστική για την ανάπτυξη του κλάδου της ψύξης και του κλιματισμού, καθώς κατέστησε εφικτή τη λειτουργία μεγάλων εγκαταστάσεων με οικονομικό και αξιόπιστο τρόπο, ενώ παράλληλα άνοιξε τον δρόμο για την ανάπτυξη πιο εξελιγμένων τεχνικών ελέγχου, όπως οι διατάξεις εκκίνησης αστέρα-τριγώνου και οι ηλεκτρονικοί ρυθμιστές στροφών για τριφασικούς κινητήρες.

Στην παρούσα εργασία, θα εξετάσουμε αναλυτικά το τριφασικό ρεύμα και τις εφαρμογές του στις εγκαταστάσεις ψύξης και κλιματισμού. Αρχικά, θα αναλυθεί η φύση και ο τρόπος παραγωγής του, ενώ στη συνέχεια θα περιγραφούν οι δύο βασικές συνδεσμολογίες που συναντώνται στην πράξη: η συνδεσμολογία αστέρα (Υ) και τριγώνου (Δ). Ιδιαίτερη έμφαση θα δοθεί στα πλεονεκτήματα που προσφέρει το τριφασικό σύστημα έναντι του μονοφασικού, καθώς και στις πρακτικές εφαρμογές του στους ηλεκτροκινητήρες που χρησιμοποιούνται ευρέως σε συμπιεστές, ανεμιστήρες και άλλα βοηθητικά συστήματα των ψυκτικών εγκαταστάσεων. Μέσα από αυτή την ανάλυση, θα καταστεί σαφές γιατί το τριφασικό ρεύμα αποτελεί τη ραχοκοκαλιά της σύγχρονης ψυκτικής τεχνολογίας, αλλά και γιατί ένας σημερινός τεχνικός ψύξης & κλιματισμού οφείλει να γνωρίζει σε βάθος τις βασικές του αρχές για να μπορεί να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις της αγοράς.

 

 

  1. Τι είναι το Τριφασικό Εναλλασσόμενο Ρεύμα. 

1.1. Βασικές Αρχές

Για να κατανοήσουμε σε βάθος τη φύση και τη λειτουργία του τριφασικού εναλλασσόμενου ρεύματος, είναι σκόπιμο να ξεκινήσουμε από τις θεμελιώδεις έννοιες που διέπουν κάθε εναλλασσόμενο ρεύμα και στη συνέχεια να προχωρήσουμε στην ειδική περίπτωση των τριών φάσεων. Η ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται σήμερα στην πλειονότητα των εφαρμογών παράγεται, μεταφέρεται και καταναλώνεται υπό μορφή εναλλασσόμενου ρεύματος. Σε αντίθεση με το συνεχές ρεύμα, όπου η ροή των ηλεκτρονίων είναι σταθερή και μονόδρομη, στο εναλλασσόμενο ρεύμα η φορά ροής των ηλεκτρονίων αντιστρέφεται περιοδικά, δημιουργώντας ένα κυματοειδές σήμα που περιγράφεται μαθηματικά από την ημιτονική συνάρτηση.

Το μονοφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα αποτελεί την απλούστερη μορφή αυτού του φαινομένου. Σε ένα μονοφασικό σύστημα, η τάση μεταβάλλεται μεταξύ μιας μέγιστης θετικής και μιας μέγιστης αρνητικής τιμής, μηδενιζόμενη δύο φορές σε κάθε πλήρη κύκλο. Στην Ελλάδα και σε ολόκληρη σχεδόν την Ευρώπη, η συχνότητα αυτής της εναλλαγής έχει καθοριστεί στα 50 Hertz, που σημαίνει ότι ολοκληρώνονται πενήντα πλήρεις κύκλοι κάθε δευτερόλεπτο. Η τάση μεταξύ φάσης και ουδετέρου, όπως αυτή μετριέται με ένα κοινό πολύμετρο, είναι 230 Volt, τιμή που αντιπροσωπεύει την ενεργό ή RMS τιμή και όχι τη μέγιστη στιγμιαία τάση, η οποία ανέρχεται περίπου στα 325 Volt. Το μονοφασικό σύστημα είναι αυτό που συναντάμε σε κάθε οικιακή πρίζα και επαρκεί για την τροφοδοσία όλων των οικιακών συσκευών, συμπεριλαμβανομένων μικρών ψυγείων και κλιματιστικών μονάδων διαιρούμενου τύπου περιορισμένης ισχύος (Φράγκου & Μαλάμω, 2015: 269).

Ωστόσο, όταν μεταφερόμαστε στο επίπεδο των επαγγελματικών και βιομηχανικών εγκαταστάσεων ψύξης, οι απαιτήσεις σε ισχύ αυξάνονται κατακόρυφα. Ένας μεγάλος συμπιεστής για ψυκτικό θάλαμο ή μια κεντρική κλιματιστική μονάδα που εξυπηρετεί ένα ολόκληρο κτίριο, απαιτεί ισχύ πολλαπλάσια από αυτήν ενός οικιακού ψυγείου (Ενέργειας, 2019:69). Η τροφοδοσία τέτοιων καταναλώσεων από μονοφασικό δίκτυο θα είχε ως αποτέλεσμα τεράστια ρεύματα, με συνέπεια την ανάγκη για καλώδια πολύ μεγάλης διατομής, υπερβολικές απώλειες ενέργειας υπό μορφή θερμότητας και σημαντικές πτώσεις τάσης που θα επηρέαζαν αρνητικά και άλλες καταναλώσεις. Η λύση στο πρόβλημα αυτό δόθηκε από την υιοθέτηση του τριφασικού συστήματος, το οποίο επιτρέπει τη μεταφορά μεγάλων ισχύων με μικρότερες διατομές καλωδίων και υψηλότερη απόδοση.

Εικόνα1. Σύγκριση τροφοδοσίας ισχύος. Αριστερά βλέπουμε τη μονοφασική σύνδεση που απαιτεί μεγάλες εντάσεις για υψηλή ισχύ, ενώ δεξιά την τριφασική διάταξη που επιτρέπει την ομαλή και αποδοτική λειτουργία μεγάλων βιομηχανικών φορτίων με μικρότερες διατομές αγωγών. Πηγή: Google Images / Electrical Engineering Portal

Το τριφασικό σύστημα εναλλασσόμενου ρεύματος βασίζεται σε μια εξαιρετικά έξυπνη σύλληψη. Αντί να χρησιμοποιείται ένα μόνο εναλλασσόμενο ρεύμα, χρησιμοποιούνται τρία διαφορετικά εναλλασσόμενα ρεύματα, τα οποία παράγονται ταυτόχρονα από την ίδια γεννήτρια και διανέμονται μέσω τριών ξεχωριστών αγωγών, τους οποίους ονομάζουμε φάσεις και συμβολίζουμε συνήθως ως L1, L2 και L3. Τα τρία αυτά ρεύματα έχουν ακριβώς τα ίδια χαρακτηριστικά, δηλαδή την ίδια συχνότητα των 50 Hertz και το ίδιο πλάτος τάσης. Το στοιχείο που τα διαφοροποιεί και τους προσδίδει μοναδικές ιδιότητες είναι η χρονική τους μετατόπιση. Το δεύτερο ρεύμα δεν ξεκινά ταυτόχρονα με το πρώτο, αλλά καθυστερεί χρονικά, και το τρίτο καθυστερεί ακόμη περισσότερο. Η καθυστέρηση αυτή είναι απόλυτα καθορισμένη και αντιστοιχεί ακριβώς στο ένα τρίτο μιας πλήρους περιόδου (Σκόπος, 2013: 13-16).

Εικόνα 2 Αναλυτική απεικόνιση (exploded view) ενός τριφασικού επαγωγικού κινητήρα. Διακρίνονται ο Στάτης με τα τυλίγματα χαλκού που δημιουργούν το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο και ο Δρομέας (τύπου βραχυκυκλωμένου κλωβού) που περιστρέφεται λόγω επαγωγής χωρίς να έρχεται σε ηλεκτρική επαφή με τον στάτη. Πηγή: Electrical Academy / Wikimedia Commons

Δεδομένου ότι μια πλήρης περίοδος αντιστοιχεί σε γωνία 360 μοιρών, το ένα τρίτο αυτής αντιστοιχεί σε γωνία 120 μοιρών. Λέμε, λοιπόν, ότι τα τρία εναλλασσόμενα ρεύματα διαφέρουν μεταξύ τους κατά 120 μοίρες. Αυτή η γωνιακή διαφορά είναι το θεμελιώδες και χαρακτηριστικότερο γνώρισμα του τριφασικού συστήματος. Αν μπορούσαμε με κάποιο μαγικό τρόπο να παγώσουμε τον χρόνο και να κοιτάξουμε ταυτόχρονα και τα τρία καλώδια, θα βλέπαμε ότι η τάση στο καθένα βρίσκεται σε διαφορετικό σημείο της ημιτονικής του καμπύλης. Τη στιγμή ακριβώς που η τάση στην πρώτη φάση κορυφώνεται στη μέγιστη θετική της τιμή, η δεύτερη φάση βρίσκεται 120 μοίρες πίσω, δηλαδή στο σημείο όπου η τάση κατέρχεται και η τρίτη φάση βρίσκεται 240 μοίρες πίσω ή, ισοδύναμα, 120 μοίρες μπροστά, ανάλογα με τη σύμβαση που θα υιοθετήσουμε (Welde, 2024).

Η μαθηματική αποτύπωση αυτής της σχέσης είναι απλή και κομψή. Αν συμβολίσουμε με V1 την τάση της πρώτης φάσης, με V2 της δεύτερης και με V3 της τρίτης, και αν η γωνιακή συχνότητα που αντιστοιχεί στη συχνότητα των 50 Hertz συμβολίζεται με ω, τότε οι τρεις τάσεις περιγράφονται από τις συναρτήσεις V1 ίσον Vmax επί ημίτονο του ωt, V2 ίσον Vmax επί ημίτονο του ωt συν 120 μοίρες, και V3 ίσον Vmax επί ημίτονο του ωt συν 240 μοίρες. Το Vmax αντιπροσωπεύει το μέγιστο πλάτος της τάσης, το οποίο για την ενεργό τιμή των 230 Volt υπολογίζεται στα 325 Volt περίπου. Η γωνία των 120 μοιρών που προστίθεται σε κάθε επόμενη φάση είναι αυτή που διασφαλίζει ότι τα τρία ημιτονικά κύματα είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα μέσα στον χρόνο.

Η επιλογή των 120 μοιρών, και όχι οποιασδήποτε άλλης γωνίας, δεν είναι καθόλου τυχαία. Η γωνία αυτή έχει μια μοναδική και εξαιρετικά σημαντική ιδιότητα. Σε ένα συμμετρικό τριφασικό σύστημα, όπου και τα τρία φορτία είναι ίσα, το άθροισμα των τριών τάσεων ή των τριών ρευμάτων είναι μηδέν σε κάθε χρονική στιγμή. Η ιδιότητα αυτή έχει δύο πρακτικές συνέπειες που αλλάζουν ριζικά τον τρόπο λειτουργίας των ηλεκτρικών μηχανών σε σχέση με το μονοφασικό σύστημα. Η πρώτη συνέπεια αφορά την ισχύ. Στο μονοφασικό σύστημα, η ισχύς δεν είναι σταθερή αλλά παλλόμενη. Υπάρχουν στιγμές που η στιγμιαία ισχύς είναι μέγιστη και στιγμές που μηδενίζεται, με αποτέλεσμα οι μονοφασικοί κινητήρες να δέχονται ενέργεια με παλμικό τρόπο και να τείνουν να δονούνται. Στο τριφασικό σύστημα, η συνολική ισχύς που μεταφέρεται και από τις τρεις φάσεις παραμένει σταθερή και αμετάβλητη σε κάθε χρονική στιγμή. Αυτό σημαίνει ότι ένας τριφασικός κινητήρας τροφοδοτείται με μια απολύτως ομαλή και συνεχή ροή ενέργειας, με αποτέλεσμα να λειτουργεί πιο ήσυχα, πιο ομαλά, χωρίς κραδασμούς και να παράγει μεγαλύτερη ροπή σε σχέση με έναν μονοφασικό κινητήρα ίδιας ισχύος (Φράγκου & Μαλάμω, 2015:203 κ.ε.).

Η δεύτερη, και ίσως ακόμη σημαντικότερη συνέπεια, είναι η δημιουργία του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου. Γνωρίζουμε ότι γύρω από κάθε αγωγό που διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο. Όταν τρία εναλλασσόμενα ρεύματα, μετατοπισμένα κατά 120 μοίρες, διαρρέουν τρία τυλίγματα τοποθετημένα γύρω από έναν κοινό άξονα, τα μαγνητικά πεδία που δημιουργούνται δεν είναι σταθερά, αλλά αλληλεπιδρούν και συνδυάζονται. Το αποτέλεσμα αυτής της αλληλεπίδρασης είναι ένα συνολικό μαγνητικό πεδίο, το οποίο δεν πάλλεται απλώς, αλλά περιστρέφεται γύρω από τον άξονα με σταθερή ταχύτητα. Αυτό το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο είναι η καρδιά του τριφασικού κινητήρα. Είναι σαν να έχουμε έναν φανταστικό μαγνήτη που γυρίζει ασταμάτητα και παρασύρει μαζί του τον περιστρεφόμενο δρομέα του κινητήρα, χωρίς να χρειάζονται ηλεκτρικές ψήκτρες ή περίπλοκες βοηθητικές διατάξεις.

Ας σταθούμε λίγο ακόμη σε αυτό το σημείο, γιατί είναι κομβικής σημασίας για κάθε τεχνικό ψύξης και κλιματισμού. Ένας μονοφασικός κινητήρας, όπως αυτός που κινεί τον συμπιεστή ενός οικιακού ψυγείου, δεν μπορεί από μόνος του να δημιουργήσει περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Για να ξεκινήσει να περιστρέφεται, χρειάζεται ένα βοηθητικό κύκλωμα με πυκνωτή, που δημιουργεί μια τεχνητή μετατόπιση φάσης και του δίνει μια αρχική ώθηση προς μια κατεύθυνση. Η κατασκευή του είναι πιο περίπλοκη, έχει περισσότερα εξαρτήματα που μπορούν να χαλάσουν και η απόδοσή του είναι χαμηλότερη. Αντίθετα, ένας τριφασικός κινητήρας, από τη στιγμή που θα του εφαρμόσουμε τριφασική τάση, δημιουργεί μόνος του το περιστρεφόμενο πεδίο και ξεκινά να περιστρέφεται αμέσως, με σταθερή κατεύθυνση και μεγάλη ροπή. Είναι μια απλούστερη, πιο στιβαρή και πιο αποδοτική κατασκευή (Βασιλακόπουλος, 2006:168-170).

Εικόνα 3: Σύγκριση εκκίνησης κινητήρων. Αριστερά, ο μονοφασικός κινητήρας απαιτεί βοηθητικό τύλιγμα και πυκνωτή για να δημιουργήσει τη "ψευδο-φάση" που θα του δώσει την πρώτη σπρωξιά. Δεξιά, ο τριφασικός κινητήρας ξεκινά άμεσα και με μεγάλη δύναμη (ροπή) χάρη στην ήδη υπάρχουσα διαφορά φάσης των 120 μοιρών. Πηγή: Electrical Technology / Learning Resources

Από πρακτική άποψη, αυτό που πρέπει να συγκρατήσει ένας τεχνικός είναι ότι το τριφασικό ρεύμα δεν είναι απλώς τρία μονοφασικά ρεύματα μαζί. Είναι ένα ενιαίο και αδιαίρετο σύστημα, όπου κάθε φάση εξαρτάται από τις άλλες και η αλληλεπίδρασή τους παράγει νέα ποιοτικά χαρακτηριστικά. Η σταθερή στιγμιαία ισχύς και το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο είναι τα δύο σπουδαιότερα πλεονεκτήματα που καθιστούν το τριφασικό σύστημα απαραίτητο σε κάθε εγκατάσταση ψύξης και κλιματισμού που ξεπερνά το επίπεδο της απλής οικιακής συσκευής. Είτε πρόκειται για έναν συμπιεστή είτε για έναν μεγάλο ανεμιστήρα, η τριφασική τροφοδοσία εγγυάται ομαλότερη λειτουργία, λιγότερες βλάβες και μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση, στοιχεία καθοριστικά για την επαγγελματική βιωσιμότητα κάθε ψυκτικής εγκατάστασης (Evb, 2024).

1.2. Πλεονεκτήματα Τριφασικού Ρεύματος

Η επικράτηση του τριφασικού συστήματος έναντι του μονοφασικού δεν υπήρξε τυχαία ούτε αποτέλεσμα απλής τεχνολογικής σύμβασης. Αντίθετα, βασίζεται σε μια σειρά από θεμελιώδη πλεονεκτήματα, τα οποία καθιστούν το τριφασικό ρεύμα την ιδανική επιλογή για κάθε εφαρμογή που απαιτεί μεγάλη ισχύ, αξιοπιστία και αποδοτικότητα. Ιδιαίτερα στον χώρο της ψύξης και του κλιματισμού, όπου η λειτουργία κινητήρων αποτελεί την πεμπτουσία της εγκατάστασης, η κατανόηση αυτών των πλεονεκτημάτων είναι απολύτως απαραίτητη για κάθε τεχνικό. Στο κεφάλαιο αυτό θα αναπτύξουμε διεξοδικά τα τρία σημαντικότερα πλεονεκτήματα του τριφασικού ρεύματος, ξεκινώντας από εκείνο που σχετίζεται με τη φύση της ισχύος, προχωρώντας στην οικονομία υλικών και καταλήγοντας στο σημαντικότερο όλων για τους επαγγελματίες του κλάδου, τη δημιουργία περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου.

Το πρώτο και πλέον θεμελιώδες πλεονέκτημα του τριφασικού συστήματος αφορά τη συμπεριφορά της στιγμιαίας ισχύος. Σε κάθε ηλεκτρικό σύστημα, η ισχύς που καταναλώνεται ή μεταφέρεται δεν είναι μια σταθερή και αμετάβλητη ποσότητα, αλλά μια χρονικά μεταβαλλόμενη συνάρτηση. Στην περίπτωση του μονοφασικού εναλλασσόμενου ρεύματος, η στιγμιαία ισχύς ακολουθεί μια παλλόμενη μορφή. Λόγω της ημιτονικής φύσης της τάσης και του ρεύματος, υπάρχουν στιγμές εντός κάθε περιόδου όπου η στιγμιαία ισχύς είναι μηδενική, συγκεκριμένα όταν η τάση ή το ρεύμα μηδενίζονται, και στιγμές όπου η ισχύς φτάνει στη μέγιστη τιμή της. Αυτό σημαίνει ότι η ενέργεια δεν προσφέρεται στο φορτίο με ομαλό και συνεχή τρόπο, αλλά με τη μορφή παλμών, σαν μια διαδοχή από μικρές ενεργειακές εκρήξεις. Η συχνότητα αυτών των παλμών είναι διπλάσια της συχνότητας του δικτύου, δηλαδή 100 παλμοί ανά δευτερόλεπτο για ένα σύστημα 50 Hertz (Τόμπρας, 2015: 106 κ.ε.).

Αντιθέτως, στο τριφασικό σύστημα η εικόνα είναι εντελώς διαφορετική. Παρόλο που η στιγμιαία ισχύς κάθε μιας από τις τρεις φάσεις ξεχωριστά παρουσιάζει την ίδια παλμική συμπεριφορά με το μονοφασικό, η χρονική μετατόπιση των τριών φάσεων κατά 120 μοίρες έχει ως αποτέλεσμα οι παλμοί ισχύος της μιας φάσης να συμπληρώνουν τα κενά ισχύος των άλλων. Όταν η ισχύς της πρώτης φάσης μηδενίζεται, η δεύτερη φάση βρίσκεται σε ένα σημείο όπου η ισχύς της είναι θετική, και όταν και η δεύτερη μηδενίζεται, αναλαμβάνει η τρίτη. Το αποτέλεσμα της υπέρθεσης αυτών των τριών παλμικών ισχύων είναι μια συνολική ισχύς που παραμένει απολύτως σταθερή και αμετάβλητη σε κάθε χρονική στιγμή. Αυτή η ιδιότητα είναι μοναδική και αποκλειστικό γνώρισμα των πολυφασικών συστημάτων και ιδιαίτερα του τριφασικού, που είναι το πιο διαδεδομένο (Πολάκης, 2006:36).

Εικόνα 4 Διάγραμμα στιγμιαίας ισχύος τριφασικού συστήματος. Οι τρεις κυματομορφές (Φάση 1, 2, 3) αλληλοσυμπληρώνονται λόγω της διαφοράς των 120 μοιρών. Αν προσθέσουμε τις τιμές τους σε οποιοδήποτε χρονικό σημείο, το αποτέλεσμα (η συνολική ισχύς) είναι μια ευθεία οριζόντια γραμμή, δηλαδή μια σταθερή ροή ενέργειας χωρίς σκαμπανεβάσματα. Πηγή: Electrical Concepts / Power Systems Engineering

Για έναν ηλεκτροκινητήρα, η σταθερότητα αυτή της παρεχόμενης ισχύος μεταφράζεται άμεσα σε ποιότητα λειτουργίας. Ένας τριφασικός κινητήρας δέχεται μια συνεχή ροή ενέργειας, με αποτέλεσμα να παράγει μια σταθερή και ομαλή ροπή στον άξονά του. Αντίθετα, ένας μονοφασικός κινητήρας, τροφοδοτούμενος από παλμική ισχύ, τείνει να παράγει μια ροπή που επίσης πάλλεται, δημιουργώντας μηχανικούς κραδασμούς και δονήσεις. Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι ένας τριφασικός κινητήρας λειτουργεί πιο ήσυχα, πιο ομαλά και με λιγότερες καταπονήσεις στα μηχανικά του μέρη, όπως είναι τα ρουλεμάν και ο άξονας. Η διαφορά γίνεται ιδιαίτερα αισθητή σε εφαρμογές μεγάλης ισχύος, όπου οι δυνάμεις που αναπτύσσονται είναι σημαντικές. Ένας μεγάλος συμπιεστής ψυκτικού θαλάμου ή ένας ανεμιστήρας κεντρικής κλιματιστικής μονάδας, αν τροφοδοτούνταν από μονοφασικό ρεύμα, θα μετέδιδε συνεχώς κραδασμούς στην υπόλοιπη εγκατάσταση, με κίνδυνο χαλάρωσης συνδέσεων, θορύβου και πρόωρης φθοράς. Με την τριφασική τροφοδοσία, η λειτουργία είναι συγκριτικά αθόρυβη και ομαλή, παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού (Ντοκόπουλος, 1987: 348).

Το δεύτερο μείζον πλεονέκτημα του τριφασικού συστήματος είναι η οικονομία υλικού που επιτυγχάνεται κατά τη μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας. Η διαπίστωση αυτή έχει τεράστια πρακτική και οικονομική σημασία, τόσο σε επίπεδο δικτύων διανομής της ΔΕΗ όσο και σε επίπεδο εσωτερικής ηλεκτρολογικής εγκατάστασης ενός εργοστασίου ή μιας επαγγελματικής ψυκτικής μονάδας. Για να γίνει κατανοητό το πλεονέκτημα, ας σκεφτούμε το εξής σενάριο. Ας υποθέσουμε ότι θέλουμε να μεταφέρουμε μια δεδομένη ποσότητα ηλεκτρικής ισχύος από ένα σημείο Α σε ένα σημείο Β, σε μια δεδομένη απόσταση. Αν χρησιμοποιήσουμε μονοφασικό σύστημα, θα χρειαστούμε δύο αγωγούς, μια φάση και έναν ουδέτερο. Αν χρησιμοποιήσουμε τριφασικό σύστημα για να μεταφέρουμε την ίδια ακριβώς ισχύ, θα χρειαστούμε τρεις αγωγούς, τις τρεις φάσεις, χωρίς την υποχρεωτική παρουσία ουδετέρου (Νταμάτης, 2015: 55).

Το αξιοσημείωτο είναι ότι, παρόλο που χρησιμοποιούμε τρεις αγωγούς αντί για δύο, η συνολική ποσότητα του αγώγιμου υλικού, είτε αυτό είναι χαλκός είτε αλουμίνιο, που απαιτείται είναι μικρότερη στο τριφασικό σύστημα (Υφαντής, 2008: 19-24). Αυτό συμβαίνει γιατί, λόγω της ύπαρξης των τριών φάσεων, η ένταση του ρεύματος που διαρρέει κάθε έναν από τους τρεις αγωγούς είναι σημαντικά μικρότερη από την ένταση που θα διέρρεε τους δύο αγωγούς του μονοφασικού συστήματος για την ίδια ισχύ. Και γνωρίζουμε ότι η απαιτούμενη διατομή ενός καλωδίου είναι ανάλογη της έντασης του ρεύματος που το διαρρέει. Μικρότερο ρεύμα σημαίνει μικρότερη διατομή, άρα λιγότερο υλικό. Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι για την ίδια μεταφερόμενη ισχύ και την ίδια απόσταση, το τριφασικό σύστημα απαιτεί μόνο τα τρία τέταρτα του υλικού που απαιτεί το μονοφασικό. Το ποσοστό 75% αποτελεί μια εντυπωσιακή εξοικονόμηση, ιδιαίτερα όταν μιλάμε για μεγάλα μήκη καλωδίων και υψηλές τιμές μετάλλων.

Η οικονομία αυτή δεν περιορίζεται μόνο στο κόστος των καλωδίων. Μικρότερες διατομές σημαίνουν ευκολότερη εγκατάσταση, λιγότερο ογκώδεις σωληνώσεις ή καλωδιογέφυρες για τη διέλευση των καλωδίων και μικρότερες απώλειες ενέργειας λόγω του φαινομένου Τζουλ, δηλαδή της θέρμανσης των αγωγών. Λιγότερες απώλειες σημαίνουν μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση της συνολικής εγκατάστασης και μικρότερο λειτουργικό κόστος. Σε μια βιομηχανική ψυκτική εγκατάσταση, όπου τα καλώδια από τον κεντρικό πίνακα μέχρι τους επιμέρους συμπιεστές και ανεμιστήρες μπορεί να διανύουν αποστάσεις εκατοντάδων μέτρων, η εξοικονόμηση σε χαλκό και η μείωση των απωλειών είναι ένα κρίσιμο οικονομικό και τεχνικό πλεονέκτημα (Πρωτοψάλτης, 2013: 10).

Εικόνα 5. Σχηματικό διάγραμμα που συγκρίνει τη μονοφασική (2-wire) και την τριφασική (3-wire/4-wire) κατανομή ισχύος. Φαίνεται ξεκάθαρα πώς η τριφασική διάταξη επιτρέπει τη μεταφορά πολύ μεγαλύτερου φορτίου με τη χρήση πρόσθετων αγωγών ίδιας διατομής, αποφεύγοντας τα υπερβολικά χοντρά καλώδια που θα απαιτούσε ένα μονοφασικό σύστημα υψηλής ισχύος. Πηγή: Electrical Design and Engineering Resource

Το τρίτο, και για τον τομέα της ψύξης και του κλιματισμού το σημαντικότερο όλων, πλεονέκτημα του τριφασικού ρεύματος είναι η δυνατότητα παραγωγής περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου. Το φαινόμενο αυτό αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο πάνω στον οποίο βασίζεται η λειτουργία των τριφασικών κινητήρων, που είναι και οι πλέον διαδεδομένοι σε κάθε επαγγελματική και βιομηχανική εφαρμογή. Για να το κατανοήσουμε, πρέπει πρώτα να θυμηθούμε μια βασική αρχή του ηλεκτρομαγνητισμού. Κάθε χρονικά μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό ρεύμα που διαρρέει ένα πηνίο δημιουργεί γύρω του ένα μαγνητικό πεδίο, του οποίου η ένταση και η φορά μεταβάλλονται ανάλογα με το ρεύμα (Βασιλακόπουλος, 2006: 69 κ.ε.).

Στην περίπτωση του τριφασικού κινητήρα, τρία ξεχωριστά τυλίγματα, τοποθετημένα γύρω από μια κεντρική κυλινδρική επιφάνεια, τον στάτη, διαρρέονται από τα τρία εναλλασσόμενα ρεύματα, μετατοπισμένα κατά 120 μοίρες. Κάθε ένα από αυτά τα τυλίγματα δημιουργεί ένα δικό του μαγνητικό πεδίο, το οποίο πάλλεται. Όμως, λόγω της χωρικής τοποθέτησης των τυλιγμάτων (σε διαφορετικές γωνίες γύρω από τον στάτη) και της χρονικής μετατόπισης των ρευμάτων, τα τρία παλλόμενα πεδία δεν είναι ανεξάρτητα. Αλληλεπιδρούν και συνδυάζονται, σχηματίζοντας ένα ενιαίο μαγνητικό πεδίο, το οποίο έχει την εκπληκτική ιδιότητα να μην πάλλεται, αλλά να περιστρέφεται ομαλά γύρω από τον άξονα του κινητήρα. Η ταχύτητα περιστροφής αυτού του μαγνητικού πεδίου είναι σταθερή και ονομάζεται σύγχρονη ταχύτητα.

Ας φανταστούμε ότι τοποθετούμε έναν μαγνήτη πάνω σε έναν άξονα και τον περιστρέφουμε με το χέρι. Αν φέρουμε κοντά του έναν άλλο μαγνήτη, ο δεύτερος θα παρασυρθεί και θα αρχίσει να περιστρέφεται κι αυτός. Κάτι ανάλογο συμβαίνει και στον τριφασικό κινητήρα. Το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο του στάτη είναι σαν τον πρώτο μαγνήτη. Μέσα σε αυτό το πεδίο βρίσκεται ο δρομέας, ο οποίος είναι ένα περιστρεφόμενο τμήμα που φέρει αγώγιμες ράβδους. Το περιστρεφόμενο πεδίο επάγει ρεύματα σε αυτές τις ράβδους, και η αλληλεπίδραση των ρευμάτων με το πεδίο δημιουργεί μια δύναμη που θέτει τον δρομέα σε περιστροφή, προσπαθώντας να τον σύρει πίσω από το πεδίο. Αυτός είναι ο λόγος που οι κινητήρες αυτοί ονομάζονται επαγωγικοί ή ασύγχρονοι (Ντοκόπουλος, 1987: 337).

Η πρακτική σημασία αυτού του φαινομένου για τον τεχνικό ψύξης είναι τεράστια. Συγκρίνοντας έναν τριφασικό επαγωγικό κινητήρα με έναν μονοφασικό, οι διαφορές είναι εντυπωσιακές. Ο μονοφασικός κινητήρας, από τη φύση του, δεν μπορεί να δημιουργήσει περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Παράγει ένα παλλόμενο πεδίο που δεν έχει προτιμητέα φορά περιστροφής. Για να ξεκινήσει να γυρίζει, χρειάζεται ένα βοηθητικό κύκλωμα, συνήθως έναν πυκνωτή, που δημιουργεί μια τεχνητή μετατόπιση φάσης και του δίνει μια αρχική ώθηση προς μια κατεύθυνση. Αυτό σημαίνει ότι ο μονοφασικός κινητήρας έχει περισσότερα εξαρτήματα που μπορεί να υποστούν βλάβη, είναι πιο περίπλοκος στην κατασκευή του και έχει χαμηλότερη απόδοση. Αντιθέτως, ο τριφασικός κινητήρας είναι μια εξαιρετικά απλή και στιβαρή κατασκευή. Δεν χρειάζεται πυκνωτές, δεν χρειάζεται κανένα βοηθητικό κύκλωμα για να ξεκινήσει. Αρκεί να του εφαρμόσουμε τριφασική τάση και το περιστρεφόμενο πεδίο δημιουργείται αυτόματα, θέτοντάς τον σε λειτουργία με μεγάλη ροπή εκκίνησης.

Η απουσία πυκνωτών και άλλων βοηθητικών διατάξεων καθιστά τον τριφασικό κινητήρα εξαιρετικά αξιόπιστο και ανθεκτικό στον χρόνο. Είναι λιγότερο επιρρεπής σε βλάβες, έχει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και απαιτεί λιγότερη συντήρηση. Ταυτόχρονα, η απόδοσή του, δηλαδή ο λόγος της μηχανικής ισχύος που παράγει προς την ηλεκτρική ισχύ που καταναλώνει, είναι σημαντικά υψηλότερη από αυτήν ενός μονοφασικού κινητήρα. Αυτό σημαίνει ότι για την ίδια μηχανική ισχύ, ο τριφασικός κινητήρας καταναλώνει λιγότερο ηλεκτρικό ρεύμα, συμβάλλοντας στη μείωση του ενεργειακού κόστους λειτουργίας, ένα κρίσιμο πλεονέκτημα σε μια εποχή όπου η ενέργεια είναι ακριβή και η εξοικονόμηση πόρων επιτακτική (Κότου, 2003: 44-56).

Εικόνα 6. Πηγή: HVAC Component Parts / Electronic Spares Λεζάντα: Πυκνωτής λειτουργίας κινητήρα (CBB65). Αυτό το εξάρτημα είναι υπεύθυνο για την εκκίνηση του μονοφασικού συμπιεστή. Πάνω στο περίβλημα αναγράφεται η χωρητικότητα (π.χ. 35μF ή 45μF) και η μέγιστη τάση (π.χ. 450V AC).

Συνδυάζοντας και τα τρία πλεονεκτήματα, γίνεται απολύτως σαφές γιατί το τριφασικό σύστημα είναι η μόνη λογική επιλογή για επαγγελματικές και βιομηχανικές εφαρμογές ψύξης. Η σταθερή ισχύς εξασφαλίζει ομαλή λειτουργία και λιγότερες μηχανικές καταπονήσεις. Η οικονομία υλικού μειώνει το κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας. Η δυνατότητα παραγωγής περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου επιτρέπει τη χρήση απλών, αξιόπιστων και αποδοτικών κινητήρων, που αποτελούν την καρδιά κάθε ψυκτικής μονάδας. Από έναν απλό ανεμιστήρα συμπυκνωτή μέχρι έναν τεράστιο συμπιεστή ψυκτικού θαλάμου, η τριφασική τεχνολογία προσφέρει τη βάση για αξιόπιστη, οικονομική και αποδοτική λειτουργία, καθιστώντας την απαραίτητη γνώση για κάθε σύγχρονο τεχνικό του κλάδου.

Ολοκληρώνοντας το πρώτο κεφάλαιο, έχουμε πλέον μια σαφή εικόνα για το τι είναι το τριφασικό ρεύμα και ποια είναι τα βασικά του πλεονεκτήματα. Είδαμε ότι δεν πρόκειται απλώς για τρία μονοφασικά ρεύματα μαζί, αλλά για ένα ενιαίο σύστημα με μοναδικές ιδιότητες, όπως η σταθερή ισχύς και η δημιουργία περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου. Τα πλεονεκτήματα αυτά, ιδιαίτερα η οικονομία υλικού και η απλότητα των κινητήρων, είναι που καθιστούν το τριφασικό σύστημα απαραίτητο στις επαγγελματικές εγκαταστάσεις ψύξης και κλιματισμού. Στα επόμενα κεφάλαια, θα δούμε πώς παράγεται το τριφασικό ρεύμα, ποιοι είναι οι τρόποι σύνδεσης των τριφασικών καταναλώσεων και πώς όλα αυτά εφαρμόζονται στην πράξη πάνω στους κινητήρες που συναντάμε καθημερινά στο επάγγελμά μας.  

 

2. Παραγωγή Τριφασικού Ρεύματος

2.1. Η Αρχή Λειτουργίας της Γεννήτριας

Για να κατανοήσουμε σε βάθος την προέλευση και τη φύση του τριφασικού εναλλασσόμενου ρεύματος, είναι απαραίτητο να στραφούμε στην πηγή του, στην ίδια τη γεννήτρια που το παράγει. Η τριφασική γεννήτρια αποτελεί το θεμελιώδες μηχάνημα μετατροπής της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική, σε όλους σχεδόν τους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας παγκοσμίως, είτε πρόκειται για υδροηλεκτρικούς, θερμοηλεκτρικούς, είτε για αιολικούς σταθμούς. Η αρχή λειτουργίας της βασίζεται σε έναν από τους θεμελιώδεις νόμους του ηλεκτρομαγνητισμού, τον νόμο της επαγωγής του Φάραντεϊ, σύμφωνα με τον οποίο οποιαδήποτε μεταβολή της μαγνητικής ροής που διέρχεται μέσα από ένα κλειστό κύκλωμα έχει ως αποτέλεσμα την επαγωγή ηλεκτρεγερτικής δύναμης, δηλαδή τάσης, στα άκρα του κυκλώματος αυτού. Με απλούστερα λόγια, αν μετακινήσουμε έναν μαγνήτη κοντά σε ένα πηνίο ή αν περιστρέψουμε ένα πηνίο μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο, δημιουργείται ηλεκτρική τάση (Κίτσιου, 2007: 4-8).

Στην περίπτωση της τριφασικής γεννήτριας, η βασική διάταξη αποτελείται από δύο θεμελιώδη μέρη, τον στάτη και τον δρομέα. Ο στάτης είναι το ακίνητο, σταθερό τμήμα της γεννήτριας και αποτελείται από έναν κυλινδρικό δακτύλιο από μαγνητικό χάλυβα, ο οποίος φέρει αυλακώσεις στην εσωτερική του επιφάνεια. Μέσα σε αυτές τις αυλακώσεις τοποθετούνται τρία ξεχωριστά τυλίγματα, τα οποία αποτελούνται από πολλές σπείρες αγώγιμου σύρματος, συνήθως χαλκού. Η κρίσιμη λεπτομέρεια στην κατασκευή του στάτη είναι ότι τα τρία αυτά τυλίγματα δεν τοποθετούνται τυχαία, αλλά είναι χωρικά μετατοπισμένα μεταξύ τους κατά 120 μοίρες. Δηλαδή, το δεύτερο τύλιγμα βρίσκεται σε απόσταση 120 μοιρών από το πρώτο, και το τρίτο κατά 120 μοίρες από το δεύτερο, καλύπτοντας έτσι ολόκληρη την περιφέρεια του στάτη. Η γωνιακή αυτή τοποθέτηση είναι που θα δώσει τελικά το χαρακτηριστικό γνώρισμα του τριφασικού ρεύματος, τη διαφορά φάσης των 120 μοιρών μεταξύ των παραγόμενων τάσεων.

Το δεύτερο βασικό μέρος της γεννήτριας είναι ο δρομέας, το περιστρεφόμενο τμήμα που βρίσκεται στο εσωτερικό του στάτη. Ο δρομέας δεν είναι τίποτε άλλο από ένα ηλεκτρομαγνήτη ή ένα σύστημα μόνιμων μαγνητών, ικανό να δημιουργήσει ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Στις μεγάλες γεννήτριες των ηλεκτροπαραγωγών σταθμών, ο δρομέας είναι συνήθως ένα ηλεκτρομαγνήτης, που τροφοδοτείται με συνεχές ρεύμα μέσω ειδικών δακτυλίων και ψηκτρών, δημιουργώντας ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο με συγκεκριμένη πολικότητα, δηλαδή έναν βόρειο και έναν νότιο πόλο. Σε μικρότερες γεννήτριες, μπορεί να χρησιμοποιούνται και ισχυρά μόνιμα μαγνητικά υλικά. Ο δρομέας είναι συνδεδεμένος μηχανικά με τον άξονα της γεννήτριας, ο οποίος κινείται από μια εξωτερική πηγή μηχανικής ενέργειας. Αυτή η πηγή μπορεί να είναι ένας ατμοστρόβιλος σε ένα θερμοηλεκτρικό εργοστάσιο, ένας υδροστρόβιλος σε ένα φράγμα, ένας ανεμόμυλος σε μια ανεμογεννήτρια, ακόμη και μια μηχανή εσωτερικής καύσης σε ένα εφεδρικό ηλεκτροπαραγωγό ζεύγος.

Εικόνα 7 Δομή δρομέα (Rotor) ηλεκτρικής γεννήτριας. Διακρίνεται ο κεντρικός άξονας και η διάταξη που δημιουργεί τους μαγνητικούς πόλους (Βόρειο και Νότιο). Στις μεγάλες μονάδες, αυτό το τμήμα περιστρέφεται με υψηλή ταχύτητα από την κινητήριο μηχανή (στρόβιλο) για να επάγει τάση στα ακίνητα πηνία του στάτη. Πηγή: Engineering and Technology Portal

    Η λειτουργία της γεννήτριας ξεκινά όταν η εξωτερική μηχανική πηγή θέσει σε περιστροφή τον άξονα και μαζί του τον δρομέα. Καθώς ο δρομέας περιστρέφεται, το μαγνητικό πεδίο που φέρει περιστρέφεται επίσης με την ίδια ταχύτητα. Αυτό το κινούμενο μαγνητικό πεδίο, καθώς περνά μπροστά από κάθε ένα από τα τρία ακίνητα τυλίγματα του στάτη, προκαλεί μια μεταβολή της μαγνητικής ροής που διέρχεται μέσα από αυτά. Θυμηθείτε ότι η επαγωγή τάσης απαιτεί μεταβολή της μαγνητικής ροής. Αυτή ακριβώς τη μεταβολή προσφέρει η περιστροφή του δρομέα. Κάθε φορά που ένας μαγνητικός πόλος πλησιάζει ένα τύλιγμα, η μαγνητική ροή μέσα στο τύλιγμα αυξάνεται. Όταν ο πόλος βρίσκεται ακριβώς μπροστά από το τύλιγμα, η ροή γίνεται μέγιστη. Καθώς ο πόλος απομακρύνεται, η ροή μειώνεται. Και όταν περάσει ο αντίθετος πόλος, η ροή αντιστρέφεται. Αυτή η συνεχής αυξομείωση και αντιστροφή της μαγνητικής ροής είναι που επάγει στα άκρα κάθε τυλίγματος μια εναλλασσόμενη τάση (Αδαμίδου & Καρατόσιου, 2008: 7-11).

    Το γεγονός ότι τα τρία τυλίγματα είναι τοποθετημένα σε διαφορετικές γωνίες γύρω από την περιφέρεια του στάτη έχει μια καθοριστική συνέπεια για το αποτέλεσμα της επαγωγής. Καθώς ο δρομέας περιστρέφεται, το μαγνητικό του πεδίο δεν περνά μπροστά από όλα τα τυλίγματα ταυτόχρονα, αλλά διαδοχικά. Πρώτα περνά μπροστά από το πρώτο τύλιγμα, λίγο αργότερα μπροστά από το δεύτερο και λίγο αργότερα από το τρίτο. Αυτή η χρονική διαφορά στην αλληλεπίδραση του μαγνητικού πεδίου με τα τυλίγματα έχει ως αποτέλεσμα οι τρεις εναλλασσόμενες τάσεις που παράγονται να μην είναι συγχρονισμένες. Παρουσιάζουν μια σταθερή χρονική υστέρηση μεταξύ τους. Το είδος και το μέγεθος αυτής της υστέρησης καθορίζεται ακριβώς από τη γωνία τοποθέτησης των τυλιγμάτων. Επειδή η γωνία είναι 120 μοίρες, η χρονική υστέρηση αντιστοιχεί στο ένα τρίτο μιας πλήρους περιόδου. Με άλλα λόγια, όταν η τάση στο πρώτο τύλιγμα φτάνει στη μέγιστη θετική της τιμή, η τάση στο δεύτερο τύλιγμα βρίσκεται 120 μοίρες πίσω, και η τάση στο τρίτο βρίσκεται 240 μοίρες πίσω ή, ισοδύναμα, 120 μοίρες μπροστά. Αυτή είναι η γένεση της διαφοράς φάσης, του θεμελιώδους χαρακτηριστικού του τριφασικού ρεύματος.

    Αν παρακολουθούσαμε την κυματομορφή της τάσης στα άκρα και των τριών τυλιγμάτων με τη βοήθεια ενός παλμογράφου, θα βλέπαμε τρία όμορφα ημιτονικά κύματα, πανομοιότυπα σε σχήμα και πλάτος, αλλά μετατοπισμένα χρονικά το ένα ως προς το άλλο. Το κύμα της δεύτερης φάσης θα ξεκινά λίγο αργότερα από το πρώτο, και το τρίτο λίγο αργότερα από το δεύτερο. Η εικόνα αυτή, τριών ημιτόνων σε απόλυτη αρμονία, αποτελεί την οπτική απόδειξη της λειτουργίας της τριφασικής γεννήτριας. Η συχνότητα αυτών των παραγόμενων τάσεων δεν είναι τυχαία, αλλά καθορίζεται άμεσα από δύο παράγοντες: την ταχύτητα περιστροφής του δρομέα και τον αριθμό των μαγνητικών πόλων που διαθέτει. Σε ένα δίπολο δρομέα, με έναν βόρειο και έναν νότιο πόλο, μια πλήρης περιστροφή 360 μοιρών παράγει έναν πλήρη ηλεκτρικό κύκλο για κάθε τύλιγμα. Αν ο δρομέας περιστρέφεται με 50 στροφές το δευτερόλεπτο, η συχνότητα θα είναι 50 Hertz. Στις μεγάλες γεννήτριες, η ταχύτητα περιστροφής ρυθμίζεται με μεγάλη ακρίβεια, ώστε η παραγόμενη συχνότητα να είναι σταθερή στα 50 Hertz, που είναι το πρότυπο για ολόκληρο το ευρωπαϊκό δίκτυο ηλεκτροδότησης (Μάργαρης, 2010: 75 κ.ε.).

    Η σύνδεση των τριών τυλιγμάτων της γεννήτριας με το εξωτερικό κύκλωμα γίνεται μέσω εξωτερικών ακροδεκτών, οι οποίοι οδηγούν τα καλώδια προς τον πίνακα διανομής ή απευθείας προς τα φορτία. Ανάλογα με το πώς θα συνδεθούν μεταξύ τους τα άκρα των τυλιγμάτων, μπορούμε να έχουμε δύο βασικές διαμορφώσεις εξόδου, τη σύνδεση σε αστέρα ή τη σύνδεση σε τρίγωνο. Στην πράξη, οι γεννήτριες των σταθμών παραγωγής είναι συνήθως συνδεδεμένες σε αστέρα, καθώς αυτή η συνδεσμολογία παρέχει τη δυνατότητα ύπαρξης ουδέτερου σημείου και, επομένως, δύο διαφορετικών τάσεων εξόδου, της φασικής και της πολικής. Από εκεί και πέρα, το τριφασικό ρεύμα, με τα τρία του ημιτονικά κύματα σε απόλυτη αρμονία, είναι έτοιμο να ταξιδέψει μέσα από τις γραμμές μεταφοράς υψηλής τάσης, να υποβιβαστεί σε χαμηλότερες τάσεις στους υποσταθμούς διανομής και τελικά να φτάσει στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις, στα επαγγελματικά εργαστήρια και φυσικά στις ψυκτικές μονάδες, όπου θα θέσει σε λειτουργία τους ισχυρούς κινητήρες των συμπιεστών και των ανεμιστήρων (Μάργαρης, 2010: 263 κ.ε.).

 

2.2. Διάγραμμα Χρόνου και Διανυσματικό Διάγραμμα

Αφού κατανοήσαμε πώς παράγεται το τριφασικό ρεύμα μέσα στη γεννήτρια, ήρθε η ώρα να το δούμε και να το σχεδιάσουμε. Υπάρχουν δύο πολύ χρήσιμοι τρόποι να αναπαραστήσουμε γραφικά το τριφασικό σύστημα, ώστε να γίνουν πιο κατανοητές οι έννοιες της διαφοράς φάσης και της γωνίας των 120 μοιρών. Ο πρώτος τρόπος είναι το διάγραμμα χρόνου, όπου βλέπουμε πώς μεταβάλλονται οι τάσεις των τριών φάσεων σε σχέση με τον χρόνο. Ο δεύτερος τρόπος είναι το διανυσματικό διάγραμμα, όπου οι τάσεις παριστάνονται ως βέλη ή στροφείς, και βλέπουμε τη σχέση τους σε μια ακίνητη εικόνα. Και τα δύο διαγράμματα είναι απαραίτητα εργαλεία για κάθε τεχνικό, γιατί μας βοηθούν να καταλάβουμε τι συμβαίνει σε ένα τριφασικό κύκλωμα, ιδιαίτερα όταν μιλάμε για συνδεσμολογίες κινητήρων ή για τον έλεγχο της σωστής λειτουργίας μιας εγκατάστασης.

Ξεκινώντας από το διάγραμμα χρόνου, ας φανταστούμε ένα χαρτί μιλιμετρέ. Στον οριζόντιο άξονα σημειώνουμε τον χρόνο, ο οποίος κυλάει συνεχώς από αριστερά προς τα δεξιά. Στον κάθετο άξονα σημειώνουμε την τάση. Στο διάγραμμα αυτό σχεδιάζουμε τρεις ημιτονικές καμπύλες, μία για κάθε φάση. Τις ονομάζουμε L1, L2 και L3. Και οι τρεις καμπύλες έχουν ακριβώς το ίδιο σχήμα, το ίδιο ύψος, δηλαδή το ίδιο πλάτος τάσης, και την ίδια συχνότητα, δηλαδή κάνουν τον ίδιο αριθμό κύκλων σε κάθε δευτερόλεπτο. Αυτό που τις κάνει διαφορετικές είναι η θέση τους πάνω στον άξονα του χρόνου.

Η καμπύλη της πρώτης φάσης, L1, ξεκινάει κανονικά από το μηδέν, ανεβαίνει στη μέγιστη θετική της τιμή, ξανακατεβαίνει στο μηδέν, συνεχίζει στη μέγιστη αρνητική και επιστρέφει στο μηδέν, ολοκληρώνοντας έναν πλήρη κύκλο. Η καμπύλη της δεύτερης φάσης, L2, κάνει ακριβώς τα ίδια, αλλά δεν ξεκινάει μαζί με την πρώτη. Ξεκινάει με καθυστέρηση. Αυτή η καθυστέρηση είναι σταθερή και αντιστοιχεί στο ένα τρίτο της διάρκειας ενός πλήρους κύκλου. Δηλαδή, όταν η L1 έχει ήδη διανύσει το ένα τρίτο της διαδρομής της, τότε ξεκινάει η L2. Το ίδιο συμβαίνει και με την τρίτη φάση, L3. Ξεκινάει με μια καθυστέρηση άλλου ενός τρίτου ως προς την L2, ή, αν προτιμάτε, με καθυστέρηση δύο τρίτων ως προς την L1.

Αυτή η καθυστέρηση, επειδή τη μετράμε σε μοίρες πάνω στον ημιτονικό κύκλο, λέγεται διαφορά φάσης και είναι 120 μοίρες. Για να το καταλάβουμε πιο απλά, σκεφτείτε έναν στίβο 360 μέτρων. Τρεις δρομείς ξεκινούν από διαφορετικές αφετηρίες, έτσι ώστε να απέχουν μεταξύ τους 120 μέτρα. Όλοι τρέχουν με την ίδια ταχύτητα. Αν τραβήξουμε μια φωτογραφία σε μια τυχαία στιγμή, ο ένας θα είναι στο σημείο εκκίνησης, ο άλλος 120 μέτρα πιο μπροστά και ο τρίτος 240 μέτρα πιο μπροστά ή, αν κοιτάξουμε αντίστροφα, 120 μέτρα πίσω. Το ίδιο ακριβώς συμβαίνει και με τις τάσεις. Σε κάθε χρονική στιγμή, η κάθε φάση βρίσκεται σε διαφορετικό σημείο του κύκλου της, 120 μοίρες μακριά από τις άλλες.

Εικόνα 9. Γραφική παράσταση των τριών εναλλασσόμενων τάσεων ενός τριφασικού συστήματος. Οι καμπύλες L1, L2 και L3 ακολουθούν η μία την άλλη με σταθερή διαφορά φάσης 120°, δημιουργώντας τη βάση για τη λειτουργία του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου. Πηγή: Electrical Engineering Guides / Power Systems

Αυτή η συνεχής εναλλαγή και η χρονική μετατόπιση είναι που δημιουργεί το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο για το οποίο μιλήσαμε στα πλεονεκτήματα. Αν ενώσουμε νοερά τις κορυφές των τριών καμπυλών, θα δούμε ότι ποτέ δεν υπάρχει στιγμή που και οι τρεις να είναι στο μηδέν ταυτόχρονα. Πάντα υπάρχει τουλάχιστον μία που έχει θετική ή αρνητική τιμή. Αυτό εξασφαλίζει ότι η συνολική ισχύς είναι σταθερή και δεν μηδενίζεται ποτέ, σε αντίθεση με το μονοφασικό που μηδενίζεται δύο φορές σε κάθε κύκλο (Φράγκου & Μαλάμω, 2015: 51-54).

Περνάμε τώρα στο δεύτερο διάγραμμα, που λέγεται διανυσματικό. Εδώ, αντί να σχεδιάζουμε κύματα, σχεδιάζουμε βέλη. Τα βέλη αυτά ονομάζονται διανύσματα ή στροφείς. Κάθε βέλος αντιστοιχεί σε μία φάση. Το μήκος του βέλους δείχνει το μέγεθος της τάσης, για παράδειγμα τα 230 Volt. Η κατεύθυνση του βέλους δείχνει τη γωνία στην οποία βρίσκεται η φάση εκείνη τη χρονική στιγμή. Επειδή οι τρεις φάσεις έχουν διαφορά 120 μοιρών μεταξύ τους, τα βέλη τα τοποθετούμε πάνω σε έναν κύκλο, με κέντρο το ίδιο σημείο, έτσι ώστε να σχηματίζουν γωνίες 120 μοιρών μεταξύ τους.

Φανταστείτε ένα ρολόι. Αν τοποθετήσουμε το πρώτο βέλος να δείχνει προς τις τρεις η ώρα, δηλαδή εντελώς δεξιά, αυτό είναι η φάση L1 και αντιστοιχεί σε γωνία 0 μοιρών. Το δεύτερο βέλος, για την L2, το τοποθετούμε να δείχνει προς τις έντεκα η ώρα περίπου, δηλαδή πάνω-αριστερά. Αυτή είναι γωνία 120 μοιρών. Το τρίτο βέλος, για την L3, το τοποθετούμε να δείχνει προς τις επτά η ώρα, δηλαδή κάτω-αριστερά. Αυτή είναι γωνία 240 μοιρών. Αν κοιτάξετε προσεκτικά, η γωνία ανάμεσα στο πρώτο και το δεύτερο βέλος είναι 120 μοίρες. Ανάμεσα στο δεύτερο και το τρίτο, άλλες 120 μοίρες. Και ανάμεσα στο τρίτο και πίσω στο πρώτο, οι υπόλοιπες 120 μοίρες, συμπληρώνοντας έτσι τον κύκλο των 360 μοιρών.

Το διανυσματικό διάγραμμα είναι πολύ χρήσιμο για να κάνουμε πράξεις με τις τάσεις. Για παράδειγμα, όταν θέλουμε να υπολογίσουμε την τάση που μετράμε ανάμεσα σε δύο φάσεις, ας πούμε την L1 και την L2, δεν μπορούμε απλά να προσθέσουμε 230 συν 230. Αυτό θα ήταν λάθος, γιατί οι τάσεις δεν είναι συγχρονισμένες. Η μία είναι στο μέγιστο όταν η άλλη δεν είναι. Η πράξη γίνεται με το διανυσματικό διάγραμμα. Παίρνουμε τα δύο βέλη, τα βάζουμε τη μύτη του ενός στην ουρά του άλλου, και το βέλος που ενώνει την αρχή του πρώτου με το τέλος του δεύτερου μάς δίνει την τάση μεταξύ των δύο φάσεων. Αυτό το βέλος είναι μεγαλύτερο, και το μήκος του αντιστοιχεί στα 400 Volt. Αυτή είναι η γνωστή μας πολική τάση, η οποία προκύπτει από τον τύπο 230 επί την τετραγωνική ρίζα του 3, δηλαδή 230 επί 1,73 (Βοβός, Γιαννακόπουλος, & Μήλιας-Αργείτης, 2020: 76-77).

Αυτή η οπτική αναπαράσταση με τα βέλη βοηθάει πάρα πολύ στην κατανόηση του γιατί έχουμε δύο διαφορετικές τάσεις σε ένα τριφασικό σύστημα. Αν μετράμε από μια φάση ως προς τον ουδέτερο, μετράμε το μήκος ενός μόνο βέλους, δηλαδή 230 Volt. Αν μετράμε ανάμεσα σε δύο φάσεις, μετράμε το μήκος της διανυσματικής διαφοράς τους, που είναι μεγαλύτερο και ίσο με 400 Volt. Αυτή η γνώση είναι απαραίτητη όταν συνδέουμε έναν τριφασικό κινητήρα. Πάνω στην πινακίδα του κινητήρα, θα δούμε συνήθως να γράφει 230/400 Volt. Αυτό σημαίνει ότι τα τυλίγματά του είναι κατασκευασμένα για τάση 230 Volt. Αν θέλουμε να τον συνδέσουμε σε δίκτυο με πολική τάση 230 Volt, τότε πρέπει να τον συνδέσουμε σε τρίγωνο. Αν θέλουμε να τον συνδέσουμε σε δίκτυο με πολική τάση 400 Volt, που είναι το συνηθέστερο στην Ελλάδα, πρέπει να τον συνδέσουμε σε αστέρα, ώστε κάθε τύλιγμα να δει μόνο τα 230 Volt που αντέχει (Βοβός, Γιαννακόπουλος, & Μήλιας-Αργείτης, 2020: 76-77).

Εικόνα 10. Λεζάντα: Διανυσματικό διάγραμμα τριφασικής τάσης. Τα τρία διανύσματα (L1, L2, L3) έχουν ίσο μήκος και απέχουν μεταξύ τους ακριβώς 120°, συμβολίζοντας την τέλεια ισορροπία του συστήματος. Πηγή: Electrical Engineering Analysis / Vector Diagrams

Και τα δύο διαγράμματα, λοιπόν, το διάγραμμα χρόνου με τα ημίτονα και το διανυσματικό διάγραμμα με τα βέλη, είναι δύο όψεις του ίδιου νομίσματος. Το πρώτο μας δείχνει πώς εξελίσσονται τα πράγματα στον χρόνο, σαν μια ταινία. Το δεύτερο μας δείχνει μια ακίνητη φωτογραφία της στιγμής, η οποία όμως περιέχει όλες τις απαραίτητες πληροφορίες για τα μεγέθη και τις γωνίες. Για έναν τεχνικό ψύξης, η εξοικείωση με αυτές τις αναπαραστάσεις είναι πολύτιμη. Τον βοηθά να διαβάζει ηλεκτρολογικά σχέδια, να καταλαβαίνει πώς λειτουργούν οι διατάξεις εκκίνησης αστέρα-τριγώνου και να ελέγχει αν μια τριφασική εγκατάσταση λειτουργεί σωστά ή αν υπάρχει πρόβλημα, όπως για παράδειγμα απώλεια μιας φάσης. Και όπως λέμε συχνά στο επάγγελμα, μια εικόνα είναι πραγματικά χίλιες λέξεις, και στην περίπτωση του τριφασικού ρεύματος, τα διαγράμματα είναι η γλώσσα που μιλάει ο εξοπλισμός.

3. Βασικές Συνδεσμολογίες - Αστέρας και Τρίγωνο

3.1. Συνδεσμολογία Αστέρα (Υ)

Αφού κατανοήσαμε την παραγωγή του τριφασικού ρεύματος και τα πλεονεκτήματά του, φτάνουμε σε ένα από τα πιο πρακτικά και χρήσιμα κεφάλαια για κάθε τεχνικό ψύξης και κλιματισμού. Πρόκειται για τους τρόπους με τους οποίους μπορούμε να συνδέσουμε τις τριφασικές καταναλώσεις, και κυρίως τους κινητήρες, στο δίκτυο. Υπάρχουν δύο βασικές συνδεσμολογίες, ο αστέρας και το τρίγωνο. Η καθεμία έχει τα δικά της χαρακτηριστικά, τις δικές της τάσεις και τα δικά της ρεύματα, και η σωστή επιλογή είναι κρίσιμη για την καλή λειτουργία και την προστασία του εξοπλισμού. Ξεκινάμε με τη συνδεσμολογία του αστέρα, που είναι και η πιο συνηθισμένη για την εκκίνηση κινητήρων ή για τη σύνδεσή τους σε δίκτυο υψηλότερης τάσης.

Για να καταλάβουμε πώς φτιάχνεται μια σύνδεση αστέρα, ας φανταστούμε τα τρία τυλίγματα ενός κινητήρα. Κάθε τύλιγμα έχει δύο άκρα. Στη συνδεσμολογία αστέρα, παίρνουμε το ένα άκρο από κάθε τύλιγμα και τα ενώνουμε όλα μαζί σε ένα κοινό σημείο. Αυτό το κοινό σημείο το ονομάζουμε ουδέτερο κόμβο ή απλά ουδέτερο, και συχνά συμβολίζεται με το γράμμα Ν. Από την άλλη πλευρά, τα τρία ελεύθερα άκρα που περίσσεψαν, ένα από κάθε τύλιγμα, είναι αυτά που θα συνδεθούν στην τριφασική τροφοδοσία, δηλαδή στις φάσεις L1, L2 και L3. Αν κοιτάξουμε το σχήμα που σχηματίζεται, μοιάζει με ένα αστέρι με τρεις ακτίνες, ή με ένα Υ, γι' αυτό και η συνδεσμολογία ονομάζεται αστέρας και συμβολίζεται διεθνώς με το γράμμα Υ.

Το βασικό χαρακτηριστικό αυτής της σύνδεσης είναι ότι υπάρχει ένας κοινός κόμβος, ο ουδέτερος. Σε πολλές εγκαταστάσεις, αυτός ο κόμβος μπορεί να συνδεθεί και με το καλώδιο του ουδετέρου που έρχεται από τον πίνακα, αν αυτό υπάρχει. Αυτό έχει μια πολύ σημαντική συνέπεια για τις τάσεις που εμφανίζονται στο κύκλωμα. Σε ένα τριφασικό σύστημα, έχουμε δύο είδη τάσεων. Η πρώτη είναι η φασική τάση, που τη συμβολίζουμε με Uf ή απλά 230V. Αυτή είναι η τάση που μετράμε ανάμεσα σε μία φάση και τον ουδέτερο. Για παράδειγμα, αν βάλουμε το ένα καλώδιο του βολτομέτρου στη φάση L1 και το άλλο στον ουδέτερο, η ένδειξη θα είναι 230 Volt. Η δεύτερη είναι η πολική τάση, που τη συμβολίζουμε με Up ή 400V. Αυτή είναι η τάση που μετράμε ανάμεσα σε δύο φάσεις. Αν βάλουμε το βολτόμετρο μεταξύ L1 και L2, η ένδειξη θα είναι 400 Volt.

Εικόνα 11. Πρακτική απεικόνιση συνδεσμολογίας αστέρα (Y) σε τριφασικό ηλεκτροκινητήρα. Οι τρεις ακροδέκτες (W2, U2, V2) γεφυρώνονται μεταξύ τους με μεταλλικά ελάσματα, δημιουργώντας τον "ουδέτερο κόμβο", ενώ η παροχή των τριών φάσεων συνδέεται στους απέναντι ακροδέκτες (U1, V1, W1). Πηγή: Ηλεκτρολογικά διαγράμματα βιομηχανικών εγκαταστάσεων / Τεχνικά εγχειρίδια ηλεκτροκινητήρων.

    Ποια είναι όμως η σχέση μεταξύ αυτών των δύο τάσεων; Εδώ έρχεται η γνωστή μας τετραγωνική ρίζα του 3, δηλαδή ο αριθμός 1,73 περίπου. Η πολική τάση είναι ίση με την τετραγωνική ρίζα του 3 επί τη φασική τάση. Δηλαδή, Up = √3 * Uf. Αν κάνουμε την πράξη, 230 * 1,73 = 397,9, που το στρογγυλοποιούμε στα 400 Volt. Αυτή η σχέση δεν είναι τυχαία, αλλά προκύπτει από τη διαφορά φάσης των 120 μοιρών μεταξύ των τάσεων. Για να το καταλάβουμε καλύτερα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το διανυσματικό διάγραμμα. Αν σχεδιάσουμε τρία βέλη που αντιστοιχούν στις τρεις φασικές τάσεις, με γωνίες 120 μοιρών μεταξύ τους, και πάρουμε τη διαφορά δύο από αυτά, το μήκος του βέλους που προκύπτει είναι ακριβώς 1,73 φορές μεγαλύτερο από το μήκος του αρχικού βέλους. Αυτό το μεγαλύτερο βέλος αντιστοιχεί στην πολική τάση των 400V (Μάργαρης, 2010: 288).

    Ας δούμε τώρα τι συμβαίνει με τα ρεύματα. Και εδώ έχουμε δύο είδη. Το ρεύμα γραμμής είναι αυτό που τραβιέται από το δίκτυο και μετριέται με μια τσιμπίδα πάνω σε ένα από τα καλώδια των φάσεων, π.χ. στην L1. Το ρεύμα φάσης είναι αυτό που κυκλοφορεί μέσα στο τύλιγμα του κινητήρα. Στη συνδεσμολογία του αστέρα, τα πράγματα είναι πολύ απλά. Το ρεύμα που μπαίνει από τη γραμμή στο τύλιγμα είναι το ίδιο ρεύμα που βγαίνει από το άλλο άκρο του τυλίγματος και πάει στον ουδέτερο. Δεν υπάρχει διακλάδωση, δεν υπάρχει μοίρασμα. Επομένως, το ρεύμα που μετράμε στο καλώδιο της φάσης είναι ακριβώς ίσο με το ρεύμα που διαρρέει το τύλιγμα. Ι γραμμής = Ι φασικό. Αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο που απλοποιεί τους υπολογισμούς.

    Τι σημαίνουν όλα αυτά στην πράξη για έναν κινητήρα; Ας πάρουμε ένα παράδειγμα. Έχουμε έναν τριφασικό κινητήρα του οποίου τα τυλίγματα είναι κατασκευασμένα για να λειτουργούν με τάση 230 Volt. Αν αυτόν τον κινητήρα τον συνδέσουμε σε αστέρα και τον τροφοδοτήσουμε από το ελληνικό δίκτυο των 400V, τότε, λόγω της συνδεσμολογίας, κάθε τύλιγμα θα δει στα άκρα του τη φασική τάση, δηλαδή 230V. Αυτό είναι ιδανικό, γιατί τα τυλίγματα παίρνουν ακριβώς την τάση για την οποία είναι φτιαγμένα. Αντιθέτως, αν τον ίδιο κινητήρα τον συνδέσουμε σε τρίγωνο, τότε κάθε τύλιγμα θα δεχτεί ολόκληρη την πολική τάση των 400V, με αποτέλεσμα να καεί.

    Αυτή ακριβώς είναι η μαγεία του αστέρα. Μας επιτρέπει να συνδέσουμε έναν κινητήρα, του οποίου τα τυλίγματα είναι για χαμηλή τάση, σε ένα δίκτυο με υψηλότερη πολική τάση, χωρίς να καταστραφεί. Γι' αυτό και η συνδεσμολογία αστέρα χρησιμοποιείται πολύ συχνά κατά την εκκίνηση μεγάλων κινητήρων. Τους ξεκινάμε σε αστέρα, οπότε τα τυλίγματα βλέπουν μειωμένη τάση, το ρεύμα εκκίνησης είναι μικρότερο και η εκκίνηση γίνεται ομαλά, και αφού πάρουν στροφές, τους αλλάζουμε σε τρίγωνο για να λειτουργήσουν με πλήρη ισχύ (Βλαστάρας & Ηλιόπουλος, 2010: 46 κ.ε.). Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι η ύπαρξη του ουδέτερου κόμβου στον αστέρα δεν σημαίνει ότι πρέπει οπωσδήποτε να συνδέσουμε εκεί και το καλώδιο του ουδετέρου από το δίκτυο. Σε πολλές περιπτώσεις, ειδικά σε κινητήρες, ο ουδέτερος κόμβος μένει ελεύθερος, δεν συνδέεται πουθενά. Η τριφασική τροφοδοσία γίνεται μόνο από τις τρεις φάσεις. Παρόλα αυτά, η τάση στα τυλίγματα εξακολουθεί να είναι η φασική των 230V, γιατί το σημείο του ουδέτερου δημιουργείται τεχνητά από την ίδια τη σύνδεση. 

Εικόνα 12 Διανυσματική απεικόνιση των τάσεων σε τριφασική συνδεσμολογία αστέρα. Τα διανύσματα Uf1, Uf2 και Uf3 αντιπροσωπεύουν τις φασικές τάσεις, οι οποίες έχουν μεταξύ τους διαφορά φάσης 120°. Η διακεκομμένη γραμμή που ενώνει τις κορυφές των Uf1 και Uf2 αναπαριστά την πολική τάση (Up). Όπως προκύπτει από τη γεωμετρία του σχήματος, η πολική τάση είναι η διανυσματική διαφορά δύο φασικών τάσεων και είναι μεγαλύτερη από αυτές κατά συντελεστή ρίζα3 (U_p = ρίζα3 Uf). Πηγή: Προσαρμογή από το εγχειρίδιο «Ηλεκτροτεχνία & Ηλεκτρικές Μηχανές» (Τομέας Ηλεκτρολογίας) και βασικές αρχές Τριφασικής Ανάλυσης Συστημάτων Ισχύος.

Συνοψίζοντας, στη συνδεσμολογία αστέρα έχουμε τρία τυλίγματα ενωμένα σε έναν κοινό κόμβο. Η τάση που εφαρμόζεται σε κάθε τύλιγμα, η φασική τάση, είναι 230 Volt, ενώ η τάση μεταξύ των φάσεων, η πολική, είναι 400 Volt, δηλαδή 1,73 φορές μεγαλύτερη. Το ρεύμα που τραβιέται από το δίκτυο είναι ίσο με το ρεύμα που διαρρέει κάθε τύλιγμα. Η σύνδεση αυτή χρησιμοποιείται είτε για κινητήρες που προορίζονται για δίκτυο υψηλής τάσης είτε, κυρίως, για την εκκίνηση κινητήρων που στη συνέχεια θα λειτουργήσουν σε τρίγωνο. Η κατανόηση της σχέσης των τάσεων, 230 και 400 Volt, και η σύνδεσή της με την πινακίδα του κινητήρα, είναι βασική προϋπόθεση για μια σωστή και ασφαλή ηλεκτρολογική εγκατάταση στο χώρο της ψύξης.

3.2. Συνδεσμολογία Τριγώνου (Δ)

    Αφού εξετάσαμε αναλυτικά τη συνδεσμολογία του αστέρα, σειρά έχει η δεύτερη θεμελιώδης συνδεσμολογία που συναντάμε στα τριφασικά συστήματα, η συνδεσμολογία του τριγώνου. Η σύνδεση αυτή είναι εξίσου σημαντική με τον αστέρα και χρησιμοποιείται ευρύτατα σε κινητήρες, μετασχηματιστές και άλλες τριφασικές καταναλώσεις. Αν στον αστέρα είχαμε μια εικόνα που θύμιζε ακτίνα, εδώ η εικόνα είναι εντελώς διαφορετική και θυμίζει ένα κλειστό σχήμα, ένα τρίγωνο. Για έναν τεχνικό ψύξης, η κατανόηση του τριγώνου είναι απαραίτητη, γιατί πάνω σε αυτή τη συνδεσμολογία βασίζεται η κανονική λειτουργία πολλών κινητήρων και η διάταξη εκκίνησης αστέρα-τριγώνου που αναφέραμε προηγουμένως.

    Για να κατανοήσουμε πώς φτιάχνεται μια σύνδεση σε τρίγωνο, πρέπει να σκεφτούμε τα τρία τυλίγματα του κινητήρα ή της καταναλώσεως. Κάθε τύλιγμα έχει δύο άκρα, μια αρχή και ένα τέλος. Στη συνδεσμολογία του τριγώνου, δεν ενώνουμε όλες τις αρχές ή όλα τα τέλη σε ένα κοινό σημείο, όπως κάναμε στον αστέρα. Αντίθετα, συνδέουμε το τέλος του πρώτου τυλίγματος με την αρχή του δεύτερου, το τέλος του δεύτερου με την αρχή του τρίτου, και το τέλος του τρίτου με την αρχή του πρώτου. Με αυτό τον τρόπο, τα τρία τυλίγματα σχηματίζουν μια κλειστή διαδρομή, έναν βρόχο, που έχει ακριβώς το σχήμα ενός τριγώνου. Από τις τρεις κορυφές αυτού του τριγώνου, εκεί δηλαδή που ενώνονται τα άκρα των τυλιγμάτων, βγαίνουν τα τρία καλώδια που πάνε προς την τροφοδοσία, οι τρεις φάσεις L1, L2 και L3 (Μάργαρης, 2010: 364).

    Το πρώτο και πιο χαρακτηριστικό γνώρισμα της συνδεσμολογίας τριγώνου είναι ότι δεν υπάρχει ουδέτερος κόμβος. Δεν υπάρχει δηλαδή ένα κεντρικό σημείο όπου καταλήγουν όλες οι φάσεις. Αυτό σημαίνει ότι η τριφασική τροφοδοσία που μπαίνει σε έναν κινητήρα συνδεδεμένο σε τρίγωνο γίνεται αποκλειστικά και μόνο με τρία καλώδια, τις τρεις φάσεις. Το καλώδιο του ουδετέρου δεν χρησιμοποιείται και συνήθως δεν υπάρχει καν. Αυτό έχει μια πολύ σημαντική συνέπεια: η μόνη τάση που υπάρχει σε ένα τρίγωνο είναι η πολική τάση, δηλαδή η τάση μεταξύ δύο φάσεων. Δεν μπορούμε να έχουμε φασική τάση, γιατί δεν υπάρχει ουδέτερος ως σημείο αναφοράς (Φράγκου & Μαλάμου, 2015: 261 κ.ε.).

    Ας δούμε τώρα τι συμβαίνει με την τάση σε κάθε τύλιγμα. Στη σύνδεση τριγώνου, κάθε ένα από τα τρία τυλίγματα είναι συνδεδεμένο απευθείας ανάμεσα σε δύο φάσεις. Για παράδειγμα, το πρώτο τύλιγμα είναι συνδεδεμένο μεταξύ της φάσης L1 και της φάσης L2. Αυτό σημαίνει ότι η τάση που εφαρμόζεται στα άκρα αυτού του τυλίγματος είναι η πολική τάση, δηλαδή η διαφορά δυναμικού ανάμεσα στην L1 και την L2. Γνωρίζουμε ότι η πολική τάση στο δίκτυό μας είναι 400 Volt. Άρα, σε μια σύνδεση τριγώνου, κάθε τύλιγμα του κινητήρα δέχεται στα άκρα του 400 Volt. Σε αντίθεση με τον αστέρα, όπου τα τυλίγματα δέχονταν μειωμένη τάση 230 Volt, στο τρίγωνο δέχονται ολόκληρη την πολική τάση. Γι' αυτό λέμε ότι στη σύνδεση τριγώνου, η φασική τάση, δηλαδή η τάση πάνω στο τύλιγμα, είναι ίση με την πολική τάση.

Εικόνα 13. Σχηματική απεικόνιση συνδεσμολογίας Τριγώνου (Δ). Αριστερά φαίνεται ο τρόπος που ενώνονται τα τυλίγματα μεταξύ τους (το τέλος του ενός με την αρχή του επόμενου) και δεξιά η τοποθέτηση των μεταλλικών γεφυρών (λαμάκια) στο κουτί ακροδεκτών του κινητήρα. Πηγή: Industrial Motor Control / Electrical Installation Guide

    Αυτό είναι ένα κρίσιμο σημείο που πρέπει να το θυμόμαστε καλά, γιατί συνδέεται άμεσα με την πινακίδα του κινητήρα. Πάνω σε κάθε τριφασικό κινητήρα υπάρχει μια πινακίδα που γράφει, μεταξύ άλλων, την τάση λειτουργίας. Συχνά βλέπουμε την ένδειξη 230/400 Volt ή 400/690 Volt, ανάλογα με τον κινητήρα. Ο πρώτος αριθμός αναφέρεται στην τάση που αντέχει το τύλιγμα. Αν, λοιπόν, ένας κινητήρας γράφει 230/400 Volt, αυτό σημαίνει ότι κάθε τύλιγμά του είναι κατασκευασμένο για να λειτουργεί με τάση 230 Volt. Αν τον συνδέσουμε σε τρίγωνο, όπως μόλις είπαμε, κάθε τύλιγμα θα δει 400 Volt. Αυτό θα είχε ως αποτέλεσμα να καεί αμέσως, γιατί θα δεχτεί μεγαλύτερη τάση από αυτή που αντέχει. Γι' αυτό, ένας κινητήρας με πινακίδα 230/400 Volt συνδέεται σε τρίγωνο μόνο όταν το δίκτυο έχει πολική τάση 230 Volt, κάτι που δεν ισχύει στην Ελλάδα. Στο δικό μας δίκτυο των 400 Volt, ο ίδιος κινητήρας πρέπει να συνδεθεί σε αστέρα, ώστε κάθε τύλιγμα να δει 230 Volt. Αντίθετα, υπάρχουν και κινητήρες με πινακίδα 400/690 Volt, οι οποίοι στο δίκτυο των 400 Volt συνδέονται κανονικά σε τρίγωνο (Ορφανός, 2017: 25-27).

    Περνάμε τώρα στο θέμα των ρευμάτων, που είναι εξίσου σημαντικό. Σε μια σύνδεση τριγώνου, έχουμε δύο ειδών ρεύματα. Το πρώτο είναι το ρεύμα που διαρρέει το ίδιο το τύλιγμα, το οποίο το ονομάζουμε φασικό ρεύμα και το συμβολίζουμε συνήθως ως Ιf. Αυτό είναι το ρεύμα που κυκλοφορεί μέσα στο πηνίο του κινητήρα. Το δεύτερο είναι το ρεύμα που έρχεται από τον πίνακα και μπαίνει στην κορυφή του τριγώνου, το οποίο το ονομάζουμε ρεύμα γραμμής και το συμβολίζουμε ως Ιgr. Αυτό είναι το ρεύμα που μετράμε με μια τσιμπίδα πάνω σε ένα από τα τρία καλώδια τροφοδοσίας.

Εικόνα 14 Διάγραμμα σύγκρισης ρεύματος γραμμής (IL) και φασικού ρεύματος (Iph). Στον Αστέρα (αριστερά) τα δύο ρεύματα είναι ίσα, ενώ στο Τρίγωνο (δεξιά) το ρεύμα γραμμής διακλαδίζεται στα τυλίγματα, με το φασικό ρεύμα να είναι μικρότερο κατά τη ρίζα του 3 περίπου 1,73). Πηγή: Electrical Academy / Power Electronics Diagrams.

 

Ποια είναι η σχέση μεταξύ αυτών των δύο ρευμάτων; Εδώ τα πράγματα είναι αντίστροφα από ό,τι στον αστέρα. Στον αστέρα, το ρεύμα γραμμής ήταν ίσο με το φασικό. Στο τρίγωνο, το ρεύμα γραμμής είναι μεγαλύτερο από το φασικό. Αυτό συμβαίνει γιατί στην κορυφή του τριγώνου, όπου μπαίνει το καλώδιο από τον πίνακα, συναντώνται δύο ρεύματα: αυτό που έρχεται από το ένα τύλιγμα και αυτό που φεύγει για το άλλο. Λόγω της διαφοράς φάσης που έχουν μεταξύ τους τα ρεύματα των δύο τυλιγμάτων, η συνισταμένη τους, δηλαδή αυτό που τραβάμε από τη γραμμή, δεν είναι το απλό άθροισμα αλλά κάτι μεγαλύτερο. Η μαθηματική σχέση που τα συνδέει είναι ότι το ρεύμα γραμμής ισούται με το φασικό ρεύμα πολλαπλασιασμένο με την τετραγωνική ρίζα του 3, δηλαδή με το 1,73.

Γράφουμε, λοιπόν, τον τύπο: Ιγραμμής = √3 * Ιφασικό. Αυτό σημαίνει ότι αν μετρήσουμε με τσιμπίδι στο καλώδιο μιας φάσης ρεύμα 17,3 Ampere, τότε το ρεύμα που κυκλοφορεί μέσα σε κάθε τύλιγμα του κινητήρα είναι 10 Ampere. Το γεγονός ότι το ρεύμα γραμμής είναι μεγαλύτερο από το φασικό είναι αναμενόμενο, γιατί η ίδια ισχύς που καταναλώνεται μέσα στον κινητήρα πρέπει να έρθει από την τροφοδοσία. Αφού στο τρίγωνο η τάση στα τυλίγματα είναι μεγαλύτερη, το ρεύμα τους είναι μικρότερο για την ίδια ισχύ, αλλά το ρεύμα που τραβιέται από τη γραμμή παραμένει υψηλό (Μάργαρης, 2010: 347 κ.ε.).

Ας δούμε τώρα μια πρακτική σύγκριση ανάμεσα στις δύο συνδεσμολογίες, για να γίνουν ακόμη πιο καθαρά τα πράγματα. Στον αστέρα, τα τυλίγματα βλέπουν μειωμένη τάση, γι' αυτό και ο κινητήρας καταναλώνει μικρότερο ρεύμα και αναπτύσσει μικρότερη ροπή. Στο τρίγωνο, τα τυλίγματα βλέπουν την πλήρη πολική τάση, οπότε ο κινητήρας αποδίδει την πλήρη ισχύ και ροπή για την οποία είναι κατασκευασμένος. Γι' αυτό, όταν ένας κινητήρας λειτουργεί κανονικά, θέλουμε να είναι σε τρίγωνο. Το πρόβλημα είναι ότι κατά την εκκίνηση, το ρεύμα που τραβάει ο κινητήρας είναι τεράστιο, και αν τον ξεκινήσουμε κατευθείαν σε τρίγωνο, μπορεί να προκαλέσει πτώση τάσης στο δίκτυο ή να ρίξει τις ασφάλειες.

Εδώ ακριβώς έρχεται να δώσει λύση η διάταξη εκκίνησης αστέρα-τριγώνου. Όπως είπαμε και σε προηγούμενο κεφάλαιο, αυτή η διάταξη χρησιμοποιείται για κινητήρες μεγάλης ισχύος. Κατά την εκκίνηση, ο κινητήρας συνδέεται προσωρινά σε αστέρα. Έτσι, κάθε τύλιγμα βλέπει μόνο 230 Volt, το ρεύμα εκκίνησης είναι μειωμένο και η εκκίνηση γίνεται ομαλά, χωρίς απότομα τραντάγματα και υπερτάσεις. Μόλις ο κινητήρας αποκτήσει κάποιες στροφές, ένας ειδικός διακόπτης ή ένας χρονοδιακόπτης αλλάζει αυτόματα τη σύνδεση και τον μεταφέρει σε τρίγωνο. Από εκεί και πέρα, λειτουργεί κανονικά με πλήρη τάση, πλήρες ρεύμα και πλήρη ισχύ (Φράγκου & Μαλάμου, 2015: 259-261).

Για έναν τεχνικό ψύξης, η κατανόηση αυτής της διαφοράς είναι ζωτικής σημασίας. Όταν πάμε να συνδέσουμε έναν τριφασικό συμπιεστή ή έναν ανεμιστήρα, πρέπει πρώτα να κοιτάξουμε την πινακίδα του. Εκεί θα δούμε για ποια τάση είναι φτιαγμένα τα τυλίγματά του. Ανάλογα με την τάση του δικτύου μας, 230 ή 400 Volt, θα αποφασίσουμε αν θα τον συνδέσουμε σε αστέρα ή σε τρίγωνο. Σε περίπτωση λάθος σύνδεσης, τα αποτελέσματα μπορεί να είναι καταστροφικά. Αν συνδέσουμε σε τρίγωνο έναν κινητήρα που πρέπει να είναι σε αστέρα, τα τυλίγματά του θα δεχτούν υπερβολική τάση και θα καούν. Αν τον συνδέσουμε σε αστέρα ενώ πρέπει να είναι σε τρίγωνο, ο κινητήρας θα λειτουργεί με μειωμένη ισχύ, δεν θα μπορεί να αποδώσει το έργο του, θα υπερθερμαίνεται και πάλι θα καταστραφεί (Αλέξης, Ψωμόπουλος, & Ναζός, 2011: 31).

Συνοψίζοντας, η συνδεσμολογία τριγώνου είναι εκείνη όπου τα τυλίγματα σχηματίζουν κλειστό βρόχο, δεν υπάρχει ουδέτερος, η τάση στα τυλίγματα είναι ίση με την πολική τάση, και το ρεύμα γραμμής είναι μεγαλύτερο από το φασικό κατά τον παράγοντα 1,73. Είναι η συνδεσμολογία της πλήρους ισχύος και χρησιμοποιείται για την κανονική λειτουργία των κινητήρων, είτε απευθείας είτε μετά από εκκίνηση αστέρα-τριγώνου. Μαζί με τον αστέρα, αποτελούν τα δύο βασικά εργαλεία που πρέπει να γνωρίζει άριστα κάθε τεχνικός που ασχολείται με τριφασικές εγκαταστάσεις ψύξης και κλιματισμού.

3.3. Σύγκριση και Πρακτική Σημασία

Αφού αναλύσαμε διεξοδικά τις δύο βασικές συνδεσμολογίες, τον αστέρα και το τρίγωνο, ήρθε η ώρα να τις συγκρίνουμε και να δούμε την πρακτική τους σημασία στις εγκαταστάσεις ψύξης και κλιματισμού. Η κατανόηση των διαφορών τους δεν είναι μια θεωρητική άσκηση, αλλά απολύτως απαραίτητη για την καθημερινή πράξη. Κάθε φορά που ένας τεχνικός καλείται να συνδέσει έναν τριφασικό συμπιεστή ή έναν ανεμιστήρα, πρέπει να γνωρίζει ποια συνδεσμολογία θα επιλέξει, διαφορετικά κινδυνεύει είτε να μη λειτουργήσει σωστά το μηχάνημα είτε να το καταστρέψει ολοσχερώς.

Ας ξεκινήσουμε συνοψίζοντας τα βασικά χαρακτηριστικά της καθεμίας. Στη συνδεσμολογία αστέρα, τα τρία τυλίγματα ενώνονται σε ένα κοινό σημείο, τον ουδέτερο κόμβο. Η τάση που εφαρμόζεται σε κάθε τύλιγμα είναι η φασική τάση, δηλαδή 230 Volt στο συνηθισμένο μας δίκτυο. Η τάση μεταξύ δύο φάσεων, η πολική, είναι 400 Volt και προκύπτει από τον πολλαπλασιασμό της φασικής με την τετραγωνική ρίζα του 3. Το ρεύμα που διαρρέει το τύλιγμα είναι ίσο με το ρεύμα που μετράμε στη γραμμή. Αντίθετα, στη συνδεσμολογία τριγώνου, τα τυλίγματα συνδέονται σε κλειστό βρόχο, χωρίς ουδέτερο. Η τάση που εφαρμόζεται σε κάθε τύλιγμα είναι η πολική τάση, δηλαδή 400 Volt. Το ρεύμα στη γραμμή είναι μεγαλύτερο από το ρεύμα του τυλίγματος, και συγκεκριμένα 1,73 φορές μεγαλύτερο.

Η πιο σημαντική πρακτική διαφορά τους, όμως, είναι η ισχύς που αποδίδει ο κινητήρας. Όταν ένας κινητήρας συνδέεται σε αστέρα, λειτουργεί με μειωμένη τάση στα τυλίγματά του, άρα καταναλώνει λιγότερο ρεύμα και αποδίδει μειωμένη ροπή και ισχύ. Η ισχύς αυτή είναι περίπου το ένα τρίτο της ονομαστικής του. Όταν συνδέεται σε τρίγωνο, λειτουργεί με πλήρη τάση και αποδίδει την πλήρη ισχύ και ροπή για την οποία είναι κατασκευασμένος. Αυτή η διαφορά είναι που καθορίζει και το πότε χρησιμοποιούμε την κάθε συνδεσμολογία.

Το κριτήριο για την επιλογή δεν είναι η προτίμησή μας, αλλά δύο συγκεκριμένα στοιχεία: η τάση του δικτύου και η ενδεικτική πινακίδα του κινητήρα. Κάθε τριφασικός κινητήρας φέρει μια πινακίδα που αναγράφει την τάση λειτουργίας του, συνήθως με τη μορφή δύο αριθμών, για παράδειγμα 230/400V ή 400/690V. Ο μικρότερος αριθμός είναι η τάση που αντέχει το τύλιγμα. Ο μεγαλύτερος αριθμός είναι η τάση του δικτύου στο οποίο μπορεί να συνδεθεί ο κινητήρας σε αστέρα. Έτσι, για το συνηθέστερο ελληνικό δίκτυο των 400 Volt, αν συναντήσουμε κινητήρα με πινακίδα 230/400V, αυτό σημαίνει ότι το τύλιγμα είναι για 230V, άρα επιβάλλεται να τον συνδέσουμε σε αστέρα. Αν αντιθέτως συναντήσουμε κινητήρα με πινακίδα 400/690V, το τύλιγμά του είναι για 400V, άρα μπορούμε να τον συνδέσουμε σε τρίγωνο, όπου θα αποδώσει πλήρη ισχύ (Φράγκου & Μαλάμου, 2015: 268).

Εικόνα 15. Συσχετισμός πινακίδας κινητήρα και συνδεσμολογίας. Στο ελληνικό δίκτυο (400V μεταξύ φάσεων), ένας κινητήρας 230/400V πρέπει να συνδεθεί οπωσδήποτε σε Αστέρα (Y), ενώ ένας κινητήρας 400/690V μπορεί να συνδεθεί σε Τρίγωνο (Δ) για πλήρη ισχύ. Πηγή: Electrical Control & Maintenance Manuals

 Υπάρχει, ωστόσο, και μια τρίτη, εξαιρετικά διαδεδομένη περίπτωση όπου χρησιμοποιούμε και τις δύο συνδεσμολογίες στον ίδιο κινητήρα. Πρόκειται για την εκκίνηση αστέρα-τριγώνου, που εφαρμόζεται σε κινητήρες μεγάλης ισχύος, συνήθως άνω των 5 έως 7,5 ίππων. Τέτοιους κινητήρες συναντάμε συχνά σε μεγάλους συμπιεστές ψυκτικών θαλάμων ή σε κεντρικές κλιματιστικές μονάδες. Σκοπός αυτής της μεθόδου είναι να μειωθεί το τεράστιο ρεύμα εκκίνησης, το οποίο μπορεί να προκαλέσει πτώση τάσης στο δίκτυο και να επηρεάσει άλλες καταναλώσεις που λειτουργούν παράλληλα (Αλέξης, Ψωμόπουλος, & Ναζός, 2011: 16-19).

Η διαδικασία της εκκίνησης αστέρα-τριγώνου είναι απλή αλλά έξυπνη. Ο κινητήρας ξεκινά συνδεδεμένος σε αστέρα. Λόγω της μειωμένης τάσης στα τυλίγματα, το ρεύμα εκκίνησης πέφτει περίπου στο ένα τρίτο του ρεύματος που θα είχε αν ξεκινούσε κατευθείαν σε τρίγωνο. Η ροπή εκκίνησης είναι επίσης μειωμένη, αλλά επαρκεί για να θέσει τον κινητήρα σε κίνηση. Μόλις ο κινητήρας αποκτήσει περίπου το 75 έως 80 τοις εκατό των κανονικών του στροφών, ένας χρονοδιακόπτης ή ένας ηλεκτρονικός διακόπτης ενεργοποιείται και αλλάζει αυτόματα τη σύνδεση, μεταφέροντάς τον σε τρίγωνο. Από εκείνη τη στιγμή και μετά, ο κινητήρας λειτουργεί κανονικά με πλήρη τάση, πλήρες ρεύμα και πλήρη ισχύ, αποδίδοντας το απαιτούμενο έργο χωρίς πρόβλημα.

Για τον τεχνικό ψύξης και κλιματισμού, η γνώση αυτή είναι πολύτιμη. Κατά την εγκατάσταση μιας νέας μονάδας, πρέπει πάντα να ελέγχει την πινακίδα του κινητήρα, να αναγνωρίζει τον τύπο του και να επιλέγει τη σωστή συνδεσμολογία. Σε περίπτωση βλάβης, η μέτρηση των ρευμάτων λειτουργίας και η σύγκρισή τους με τα ονομαστικά στοιχεία της πινακίδας μπορεί να αποκαλύψει αν ο κινητήρας λειτουργεί σε λάθος συνδεσμολογία ή αν υπάρχει πρόβλημα, όπως απώλεια μιας φάσης. Επιπλέον, η κατανόηση της λειτουργίας της εκκίνησης αστέρα-τριγώνου του επιτρέπει να εντοπίζει βλάβες στα κυκλώματα ισχύος και ελέγχου, όπως σε χρονοδιακόπτες ή επαφές ισχύος (Ροδόπουλος, 2000: 57 κ.ε.).

Συμπερασματικά, αστέρας και τρίγωνο δεν είναι δύο ισοδύναμες και εναλλάξιμες συνδεσμολογίες, αλλά δύο διαφορετικά εργαλεία που εξυπηρετούν διαφορετικούς σκοπούς. Ο αστέρας χρησιμοποιείται είτε για να προσαρμόσουμε έναν κινητήρα σε δίκτυο υψηλότερης τάσης είτε για να μειώσουμε το ρεύμα εκκίνησης. Το τρίγωνο χρησιμοποιείται για την κανονική λειτουργία και την απόδοση πλήρους ισχύος. Η σωστή κατανόηση και εφαρμογή τους είναι θεμελιώδης για την ασφαλή, αξιόπιστη και αποδοτική λειτουργία κάθε ψυκτικής εγκατάστασης.

          Κεφάλαιο 4: Εφαρμογές σε Κινητήρες (Ψύξη & Κλιματισμός)

4.1. Ο Τριφασικός Κινητήρας (Επαγωγικός/Ασύγχρονος)

Φτάνοντας στο κεφάλαιο των εφαρμογών, μπαίνουμε στην καρδιά του θέματος για κάθε τεχνικό ψύξης και κλιματισμού. Όλη η θεωρία που αναπτύξαμε στα προηγούμενα κεφάλαια, οι βασικές αρχές, τα πλεονεκτήματα του τριφασικού συστήματος, ο τρόπος παραγωγής του και οι συνδεσμολογίες, αποκτούν πλέον πρακτική υπόσταση πάνω στους ηλεκτροκινητήρες. Οι κινητήρες αυτοί είναι η κινητήρια δύναμη πίσω από κάθε συμπιεστή, κάθε ανεμιστήρα συμπυκνωτή και εξατμιστή, κάθε αντλία που χρησιμοποιείται σε μια ψυκτική ή κλιματιστική εγκατάσταση. Χωρίς αυτούς, η ψύξη δεν θα μπορούσε να παραχθεί ούτε να διανεμηθεί.

Ο πιο διαδεδομένος τύπος κινητήρα σε αυτές τις εφαρμογές είναι ο τριφασικός επαγωγικός κινητήρας, που ονομάζεται και ασύγχρονος. Η ονομασία του προέρχεται από τον τρόπο λειτουργίας του, ο οποίος βασίζεται σε ένα φαινόμενο που ήδη συναντήσαμε: το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Για να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί, πρέπει να γνωρίζουμε τα δύο βασικά του μέρη. Το πρώτο είναι ο στάτης, που είναι το ακίνητο εξωτερικό τμήμα του κινητήρα. Μέσα στον στάτη υπάρχουν αυλακώσεις μέσα στις οποίες τοποθετούνται τρία τυλίγματα, ακριβώς όπως και στη γεννήτρια που περιγράψαμε στο Κεφάλαιο 2. Τα τυλίγματα αυτά είναι τοποθετημένα έτσι ώστε να δημιουργούν ένα μαγνητικό πεδίο όταν διαρρέονται από ρεύμα. Το δεύτερο μέρος είναι ο δρομέας, που βρίσκεται στο εσωτερικό και είναι το περιστρεφόμενο τμήμα. Ο δρομέας σε έναν επαγωγικό κινητήρα δεν έχει καθόλου τυλίγματα ούτε μόνιμους μαγνήτες. Αποτελείται από μια σειρά από αγώγιμες ράβδους, συνήθως αλουμινίου ή χαλκού, οι οποίες είναι βραχυκυκλωμένες στα άκρα τους, σχηματίζοντας ένα σχήμα που μοιάζει με κλουβί σκίουρου. Γι' αυτό, ο κινητήρας αυτός λέγεται και κινητήρας βραχυκυκλωμένου δρομέα ή κινητήρας με κλουβί (Δαλαβούρας, 2014: 27).

Η βασική αρχή λειτουργίας του είναι η εξής. Όταν εφαρμόσουμε τριφασική τάση στα τυλίγματα του στάτη, δημιουργείται, όπως ήδη γνωρίζουμε, ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο. Το πεδίο αυτό περιστρέφεται γύρω από τον άξονα του κινητήρα με μια σταθερή ταχύτητα, η οποία ονομάζεται σύγχρονη ταχύτητα. Η ταχύτητα αυτή εξαρτάται από τη συχνότητα του δικτύου, που είναι 50 Hertz, και από τον αριθμό των πόλων του κινητήρα. Φανταστείτε τώρα ότι μέσα σε αυτό το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο βρίσκεται ο δρομέας με τις αγώγιμες ράβδους του. Το μαγνητικό πεδίο, καθώς περιστρέφεται, τέμνει τις ακίνητες προς στιγμήν ράβδους του δρομέα. Από το φαινόμενο της επαγωγής, αυτή η τομή μαγνητικών γραμμών έχει ως αποτέλεσμα να δημιουργηθεί μια τάση και, επειδή οι ράβδοι είναι βραχυκυκλωμένες, ένα ισχυρό ρεύμα μέσα στις ράβδους του δρομέα.

Εικόνα 16. Στάτης τριφασικού επαγωγικού κινητήρα. Διακρίνεται ο πυρήνας από ελασματοποιημένο χάλυβα (για μείωση των απωλειών) και τα τρία πακέτα τυλιγμάτων από μονωμένο χαλκό, τοποθετημένα στις εγκοπές του πυρήνα. Πηγή: Electrical Engineering & Motor Repair Manuals

    Το ρεύμα αυτό, που κυκλοφορεί μέσα στις ράβδους, δημιουργεί με τη σειρά του ένα δεύτερο μαγνητικό πεδίο γύρω από τον δρομέα. Σύμφωνα με έναν βασικό νόμο της φυσικής, τα μαγνητικά πεδία αλληλεπιδρούν. Το πεδίο του στάτη και το πεδίο του δρομέα έλκονται μεταξύ τους. Έτσι, ο δρομέας, που αρχικά ήταν ακίνητος, δέχεται μια δύναμη που τον σπρώχνει να περιστραφεί, προσπαθώντας να ακολουθήσει το περιστρεφόμενο πεδίο. Αυτή είναι η ροπή που θέτει σε κίνηση ολόκληρο το μηχάνημα. Εδώ ακριβώς βρίσκεται και η εξήγηση του ονόματος ασύγχρονος. Ο δρομέας προσπαθεί να φτάσει το μαγνητικό πεδίο, αλλά ποτέ δεν τα καταφέρνει. Πάντα θα περιστρέφεται λίγο πιο αργά. Αν περιστρεφόταν με την ίδια ακριβώς ταχύτητα, τότε οι μαγνητικές γραμμές δεν θα έτεμναν τις ράβδους, δεν θα επαγόταν ρεύμα και η ροπή θα μηδενιζόταν. Υπάρχει, λοιπόν, μια μόνιμη διαφορά, μια ολίσθηση, μεταξύ της ταχύτητας του πεδίου και της ταχύτητας του δρομέα. Γι' αυτό λέγεται ασύγχρονος (Μάργαρης, 2010: 347 κ.ε.).

    Αυτή η απλή, έξυπνη και στιβαρή κατασκευή είναι που κάνει τον τριφασικό επαγωγικό κινητήρα ιδανικό για ψυκτικές εφαρμογές. Δεν έχει ψήκτρες που φθείρονται, δεν έχει συλλέκτες, δεν έχει περίπλοκα ηλεκτρονικά κυκλώματα πάνω του. Είναι ουσιαστικά ένα σύνολο από τυλίγματα και ένα περιστρεφόμενο κλουβί, ικανό να δουλεύει ασταμάτητα για χρόνια, κάτω από δύσκολες συνθήκες, με ελάχιστη συντήρηση. Η αξιοπιστία του είναι ο βασικότερος λόγος που τον συναντάμε παντού, από ένα μικρό ψυγείο καταστήματος μέχρι μια τεράστια βιομηχανική ψυκτική μονάδα.

4.2. Σύνδεση Κινητήρα σε Αστέρα ή Τρίγωνο

    Έχοντας κατανοήσει πώς λειτουργεί ο τριφασικός κινητήρας, ερχόμαστε τώρα στο πώς τον συνδέουμε στο δίκτυο. Εδώ ακριβώς εφαρμόζονται όσα μάθαμε στο προηγούμενο κεφάλαιο για τον αστέρα και το τρίγωνο. Ο τρόπος σύνδεσης δεν είναι ένα αυθαίρετο τεχνικό στοιχείο, αλλά καθορίζεται από την κατασκευή του κινητήρα και από την τάση του δικτύου. Κάθε τριφασικός κινητήρας έχει έξι άκρες τυλιγμάτων που βγαίνουν στο κιβώτιο ακροδεκτών του. Συνήθως είναι τα U1-U2, V1-V2, W1-W2. Ανάλογα με το πώς θα τις ζευγαράσουμε, επιτυγχάνουμε τη σύνδεση σε αστέρα ή σε τρίγωνο.

    Στο κεφάλαιο 3 είδαμε αναλυτικά ότι στη σύνδεση αστέρα, τα τυλίγματα δέχονται τη φασική τάση, δηλαδή 230 Volt, ενώ στη σύνδεση τριγώνου δέχονται την πολική τάση, δηλαδή 400 Volt. Η πρακτική σημασία αυτής της διαφοράς φαίνεται καθαρά πάνω στην πινακίδα του κινητήρα. Εκεί αναγράφεται, για παράδειγμα, 230/400 Volt ή 400/690 Volt. Ο πρώτος, μικρότερος αριθμός είναι η τάση που αντέχει το τύλιγμα. Ο δεύτερος, μεγαλύτερος αριθμός είναι η τάση του δικτύου στην οποία ο κινητήρας πρέπει να συνδεθεί σε αστέρα. Για το ελληνικό δίκτυο των 400 Volt, αν η πινακίδα γράφει 230/400V, σημαίνει ότι το τύλιγμα είναι 230V, άρα ο κινητήρας πρέπει να συνδεθεί σε αστέρα. Αν γράφει 400/690V, το τύλιγμα είναι 400V, άρα μπορεί να συνδεθεί σε τρίγωνο και να αποδώσει πλήρη ισχύ.

   Υπάρχει, ωστόσο, μια ειδική περίπτωση όπου χρησιμοποιούμε και τις δύο συνδεσμολογίες διαδοχικά στον ίδιο κινητήρα. Αυτή είναι η πιο σημαντική πρακτική εφαρμογή για έναν τεχνικό ψύξης: η εκκίνηση αστέρα-τριγώνου. Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται σε κινητήρες μεγάλης ισχύος, συνήθως άνω των 5,5 ή 7,5 κιλοβάτ, που συναντάμε σε μεγάλους συμπιεστές ψυκτικών θαλάμων, σε κεντρικές κλιματιστικές μονάδες ή σε αντλίες μεγάλης ισχύος. Ο λόγος που την εφαρμόζουμε είναι για να περιορίσουμε το τεράστιο ρεύμα εκκίνησης, το λεγόμενο ρεύμα κρούσης. Όταν ένας κινητήρας ξεκινά, ο δρομέας είναι ακίνητος και το κύκλωμα συμπεριφέρεται σχεδόν σαν βραχυκύκλωμα, τραβώντας ρεύμα πολλαπλάσιο του κανονικού, που μπορεί να φτάσει και 6 με 8 φορές το ονομαστικό ρεύμα. Αυτό το απότομο τράβηγμα μπορεί να προκαλέσει πτώση τάσης στο δίκτυο, να κάνει τα φώτα να τρεμοσβήσουν και να επηρεάσει άλλες μηχανές που λειτουργούν στην ίδια εγκατάσταση. Σε βιομηχανικό περιβάλλον, μια τέτοια πτώση τάσης μπορεί να είναι ανεπίτρεπτη.

    Η εκκίνηση αστέρα-τριγώνου λύνει αυτό το πρόβλημα με έναν έξυπνο και οικονομικό τρόπο. Η διαδικασία έχει ως εξής. Ο κινητήρας ξεκινά συνδεδεμένος σε αστέρα. Σε αυτή τη συνδεσμολογία, όπως είδαμε, κάθε τύλιγμα δέχεται μειωμένη τάση, 230 Volt αντί για 400. Αυτό έχει ως συνέπεια το ρεύμα εκκίνησης να πέφτει στο ένα τρίτο περίπου του ρεύματος που θα είχε αν ξεκινούσε κατευθείαν σε τρίγωνο. Η ροπή εκκίνησης, δηλαδή η δύναμη που γυρίζει τον άξονα, μειώνεται επίσης, αλλά συνήθως επαρκεί για να ξεκινήσει ο κινητήρας, ειδικά αν δεν είναι πλήρως φορτισμένος από την αρχή. Μόλις ο κινητήρας αποκτήσει κάποιες στροφές, περίπου το 75 με 80 τοις εκατό των ονομαστικών του, ένας χρονοδιακόπτης δίνει εντολή και ένας ειδικός διακόπτης ή μια σειρά από ηλεκτρονόμους αλλάζουν τη συνδεσμολογία. Ο κινητήρας αποσυνδέεται από τον αστέρα και συνδέεται αμέσως σε τρίγωνο. Από εκείνη τη στιγμή, λειτουργεί κανονικά με πλήρη τάση, πλήρες ρεύμα και πλήρη ισχύ (Ξηρός, 2014 81 κ.ε.).

Εικόνα 17. Κύκλωμα ισχύος για εκκίνηση Αστέρα-Τριγώνου. Διακρίνονται ο κεντρικός επαφέας (Line), ο επαφέας Τριγώνου (Δ) και ο επαφέας Αστέρα (Star) που βραχυκυκλώνει τις άκρες των τυλιγμάτων. Πηγή: Electrical Control Systems / Industrial Wiring Diagrams

                                

4.3. Αλλαγή Φοράς Περιστροφής

    Μια άλλη πολύ συνηθισμένη πρακτική εφαρμογή που πρέπει να γνωρίζει κάθε τεχνικός είναι η αλλαγή της φοράς περιστροφής ενός τριφασικού κινητήρα. Υπάρχουν περιπτώσεις όπου ένας ανεμιστήρας μπορεί να φυσάει προς λάθος κατεύθυνση, μια αντλία μπορεί να θέλουμε να λειτουργήσει ανάποδα για να αδειάσει μια δεξαμενή, ή ένας κοχλίας μεταφοράς υλικών μπορεί να γυρίζει ανάποδα. Σε όλες αυτές τις περιπτώσεις, η λύση είναι απλή, άμεση και δεν απαιτεί καμία απολύτως αλλαγή πάνω στον κινητήρα ή στο μηχάνημα.

    Η αρχή είναι η εξής. Η φορά περιστροφής του περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου, και κατ' επέκταση του δρομέα, καθορίζεται από τη σειρά με την οποία οι τρεις φάσεις φτάνουν στα τυλίγματα του στάτη. Αν η σειρά είναι L1, L2, L3, το πεδίο περιστρέφεται, ας πούμε, δεξιόστροφα. Αν αντιστρέψουμε τη σειρά, το πεδίο περιστρέφεται αριστερόστροφα. Η αλλαγή αυτή γίνεται με έναν εξαιρετικά απλό τρόπο: εναλλάσσουμε δύο από τις τρεις φάσεις τροφοδοσίας. Για παράδειγμα, αν αρχικά η φάση L1 είναι συνδεδεμένη στον ακροδέκτη U του κινητήρα, η L2 στον V και η L3 στον W, για να αλλάξουμε φορά, μπορούμε να βγάλουμε την L1 και να τη βάλουμε στη θέση της L2, και την L2 στη θέση της L1. Δηλαδή, η σύνδεση γίνεται L1 στον V, L2 στον U, και L3 μένει ως έχει στον W. Το ίδιο ακριβώς αποτέλεσμα θα έχουμε αν εναλλάξουμε οποιοδήποτε άλλο ζεύγος φάσεων.

Εικόνα 18. Τριφασικός διακόπτης αντιστροφής φοράς (Reversing Switch). Στη θέση "1" ο κινητήρας περιστρέφεται δεξιόστροφα, ενώ στη θέση "2" ο διακόπτης εναλλάσσει εσωτερικά δύο από τις τρεις φάσεις, αναγκάζοντας τον κινητήρα σε αριστερόστροφη περιστροφή. Πηγή: Industrial Switchgear & Control Components

Στην πράξη, η αλλαγή αυτή γίνεται είτε απευθείας μέσα στον ακροδέκτη του κινητήρα, αλλάζοντας θέσεις στα καλώδια, είτε, πιο επαγγελματικά, στον πίνακα, μέσω ενός διακόπτη ή ενός αντιστροφέα. Υπάρχουν ειδικοί διακόπτες που ονομάζονται αντιστροφείς φοράς και επιτρέπουν την εναλλαγή πατώντας απλά ένα κουμπί. Μέσα σε αυτούς τους διακόπτες, η αλλαγή των δύο φάσεων γίνεται αυτόματα και με ασφάλεια. Πρέπει, ωστόσο, να τονίσουμε μια πολύ σημαντική προσοχή που αφορά τους συμπιεστές. Πολλοί, αν όχι οι περισσότεροι, ερμητικοί και ημιερμητικοί συμπιεστές ψύξης είναι κατασκευασμένοι για να περιστρέφονται προς μία μόνο κατεύθυνση. Η λίπανσή τους εξαρτάται από αυτή τη φορά. Αν τους αναγκάσουμε να περιστραφούν ανάποδα, έστω και για λίγο, είτε δεν θα λιπαίνονται σωστά είτε οι βαλβίδες τους θα λειτουργήσουν λάθος, με αποτέλεσμα σοβαρή και συνήθως ανεπανόρθωτη βλάβη. Γι' αυτό, σε έναν συμπιεστή, ελέγχουμε πάντα τη φορά περιστροφής κατά την πρώτη εκκίνηση και αν χρειαστεί να την αλλάξουμε, το κάνουμε μόνο αν είμαστε απολύτως βέβαιοι ότι επιτρέπεται. Στους ανεμιστήρες, αντίθετα, η αλλαγή φοράς είναι απολύτως ασφαλής και συνηθισμένη πρακτική (Βοβός, Γιαννακόπουλος, & Μήλιας-Αργείτης, 2020: 24-28).

4.4. Πλεονεκτήματα στους Ψυκτικούς Κινητήρες

Κλείνοντας το κεφάλαιο των εφαρμογών, αξίζει να συνοψίσουμε τα πλεονεκτήματα που προσφέρουν οι τριφασικοί κινητήρες στις ψυκτικές εγκαταστάσεις και να καταλάβουμε γιατί κυριαρχούν απόλυτα στον χώρο, όταν οι απαιτήσεις ξεπερνούν ένα ορισμένο όριο ισχύος. Αυτά τα πλεονεκτήματα δεν είναι θεωρητικά, αλλά έχουν άμεση οικονομική και λειτουργική αξία για τον ιδιοκτήτη μιας εγκατάστασης και για τον τεχνικό που την συντηρεί.

Το πρώτο και σημαντικότερο πλεονέκτημα είναι η μεγαλύτερη απόδοση. Απόδοση σημαίνει ο λόγος της μηχανικής ισχύος που παράγει ο κινητήρας στον άξονά του προς την ηλεκτρική ισχύ που καταναλώνει από το δίκτυο. Οι τριφασικοί κινητήρες έχουν σημαντικά υψηλότερη απόδοση από τους μονοφασικούς ίδιας ισχύος. Αυτό συμβαίνει γιατί, όπως είδαμε, το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο δημιουργείται φυσικά και δεν απαιτεί βοηθητικά κυκλώματα που καταναλώνουν ενέργεια. Επιπλέον, κατασκευάζονται με καλύτερα υλικά και μικρότερα διάκενα. Αυτή η υψηλή απόδοση μεταφράζεται άμεσα σε λιγότερους λογαριασμούς ρεύματος. Για μια μονάδα που λειτουργεί συνεχώς, όπως ένας θάλαμος κατάψυξης, ακόμη και μια μικρή διαφορά στην απόδοση μπορεί να σημαίνει εξοικονόμηση εκατοντάδων ή και χιλιάδων ευρώ ετησίως (Κορακιανίτης, 2020).

Το δεύτερο πλεονέκτημα είναι η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και η αυξημένη αξιοπιστία. Ο τριφασικός κινητήρας είναι μια απλή κατασκευή. Δεν έχει πυκνωτές εκκίνησης ή μόνιμης λειτουργίας, δεν έχει φυγοκεντρικούς διακόπτες, δεν έχει ψήκτρες. Όλα αυτά τα εξαρτήματα, που υπάρχουν στους μονοφασικούς κινητήρες, είναι συχνά τα πρώτα που χαλάνε. Οι πυκνωτές ξηραίνονται και αλλάζουν χωρητικότητα, οι φυγοκεντρικοί διακόπτες καίγονται, οι ψήκτρες φθείρονται. Στον τριφασικό κινητήρα, τα μόνα κινούμενα μέρη που υπόκεινται σε φθορά είναι τα ρουλεμάν. Και αυτά, αν συντηρούνται σωστά και λιπαίνονται, μπορούν να αντέξουν για πολλά χρόνια. Αυτό σημαίνει λιγότερες βλάβες, λιγότερες διακοπές λειτουργίας και μικρότερο κόστος συντήρησης. Για μια επαγγελματική ψυκτική εγκατάσταση, όπου μια βλάβη μπορεί να σημαίνει καταστροφή εμπορευμάτων, η αξιοπιστία είναι ανεκτίμητη.

Εικόνα 19. Πηγή  Εσωτερική άποψη βιομηχανικού ημιερμητικού συμπιεστή. Διακρίνεται ο τριφασικός επαγωγικός κινητήρας (στάτης και δρομέας) που κινεί τα έμβολα. Η απουσία ψηκτρών και πυκνωτών εκκίνησης τον καθιστά ιδανικό για συνεχή λειτουργία κάτω από δύσκολες συνθήκες. : Industrial Refrigeration Systems / Compressor Technology

    Αυτό είναι το τρίτο, και ίσως πιο εντυπωσιακό πλεονέκτημα, είναι η δυνατότητα κατασκευής κινητήρων πολύ μεγάλης ισχύος. Οι μονοφασικοί κινητήρες περιορίζονται σε μερικά κιλοβάτ για πρακτικούς λόγους. Πάνω από ένα όριο, το ρεύμα που απαιτούν γίνεται τεράστιο, οι διατομές των καλωδίων και το μέγεθος του κινητήρα γίνονται απαγορευτικά και η απόδοση πέφτει. Στον αντίποδα, οι τριφασικοί κινητήρες κατασκευάζονται για ισχύες από λίγα κιλοβάτ μέχρι και αρκετά μεγαβάτ. Στον χώρο της ψύξης, αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να έχουμε συμπιεστές 50, 100 ή και 500 ίππων για βιομηχανικές εφαρμογές. Τέτοιοι συμπιεστές χρησιμοποιούνται σε μεγάλα σφαγεία, σε ψυκτικές αποθήκες, σε εγκαταστάσεις ταχείας κατάψυξης, σε κεντρικά συστήματα κλιματισμού ολόκληρων συγκροτημάτων γραφείων ή νοσοκομείων. Χωρίς το τριφασικό ρεύμα, η λειτουργία τέτοιων εγκαταστάσεων θα ήταν πρακτικά αδύνατη (Βλάχος & Βόκολος, 2011).

    Συνοψίζοντας, η επιλογή τριφασικών κινητήρων στις ψυκτικές εγκαταστάσεις δεν είναι θέμα τεχνολογικής μόδας, αλλά καθαρής ανάγκης και οικονομικής λογικής. Προσφέρουν καλύτερη απόδοση, που σημαίνει λιγότερα έξοδα λειτουργίας. Είναι πιο αξιόπιστοι, που σημαίνει λιγότερες βλάβες και διακοπές. Και μπορούν να καλύψουν οποιαδήποτε απαίτηση ισχύος, από τη μικρή επαγγελματική μονάδα μέχρι τη βαριά βιομηχανία. Η γνώση της λειτουργίας, της σύνδεσης και των χαρακτηριστικών τους είναι, επομένως, ένα από τα πιο πολύτιμα εφόδια για κάθε τεχνικό που θέλει να σταθεί επάξια στον σύγχρονο κλάδο της ψύξης και του κλιματισμού.

Συμπεράσματα

    Φτάνοντας στο τέλος αυτής της εργασίας, είναι χρήσιμο να σταθούμε και να ανακεφαλαιώσουμε όσα αναπτύχθηκαν στις προηγούμενες ενότητες, συνθέτοντας μια συνολική εικόνα για τη σημασία του τριφασικού ρεύματος στον τομέα της ψύξης και του κλιματισμού. Μέσα από την ανάλυση των βασικών αρχών, των πλεονεκτημάτων, του τρόπου παραγωγής, των συνδεσμολογιών και των εφαρμογών στους κινητήρες, προκύπτει ένα σαφές συμπέρασμα: το τριφασικό σύστημα δεν είναι απλώς μια εναλλακτική λύση έναντι του μονοφασικού, αλλά η θεμελιώδης τεχνολογική βάση πάνω στην οποία στηρίζεται ολόκληρη η σύγχρονη επαγγελματική και βιομηχανική ψύξη.

    Η σημασία του τριφασικού ρεύματος έγκειται πρώτα απ' όλα στην ικανότητά του να μεταφέρει και να διαχειρίζεται μεγάλες ποσότητες ισχύος με αποδοτικό και οικονομικό τρόπο. Είδαμε ότι για την ίδια μεταφερόμενη ισχύ, το τριφασικό σύστημα απαιτεί λιγότερο υλικό αγωγών, γεγονός που μειώνει το κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας. Επιπλέον, η σταθερή στιγμιαία ισχύς που το χαρακτηρίζει εξασφαλίζει ομαλή λειτουργία των κινητήρων, χωρίς τους κραδασμούς και τις δονήσεις που είναι αναπόφευκτες στα μονοφασικά συστήματα. Αυτή η ομαλότητα μεταφράζεται σε λιγότερες μηχανικές καταπονήσεις, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων και μειωμένες ανάγκες συντήρησης, παράγοντες κρίσιμοι για κάθε επαγγελματική εγκατάσταση όπου η αξιοπιστία και η συνεχής λειτουργία είναι απαραίτητες.

    Το σημαντικότερο, όμως, πλεονέκτημα που αναδείχθηκε είναι η δυνατότητα παραγωγής περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου. Αυτή η μοναδική ιδιότητα του τριφασικού συστήματος επέτρεψε την ανάπτυξη των επαγωγικών κινητήρων, οι οποίοι αποτελούν την καρδιά κάθε ψυκτικής μονάδας. Οι κινητήρες αυτοί, με την απλή και στιβαρή κατασκευή τους, χωρίς ψήκτρες, πυκνωτές και περίπλοκα βοηθητικά κυκλώματα, προσφέρουν απαράμιλλη αξιοπιστία και απόδοση. Η ικανότητά τους να κατασκευάζονται σε πολύ μεγάλες ιπποδυνάμεις καθιστά δυνατή τη λειτουργία μεγάλων βιομηχανικών συμπιεστών, ψυκτικών θαλάμων και κεντρικών κλιματιστικών μονάδων, που θα ήταν αδύνατο να τροφοδοτηθούν από μονοφασικό δίκτυο. Από έναν απλό ανεμιστήρα συμπυκνωτή μέχρι έναν τεράστιο συμπιεστή αμμωνίας, η τριφασική τεχνολογία είναι παρούσα και απαραίτητη.

    Γιατί, όμως, το τριφασικό ρεύμα είναι απολύτως απαραίτητο στη σύγχρονη ψύξη και κλιματισμό; Η απάντηση βρίσκεται στην κλίμακα των αναγκών. Η σημερινή κοινωνία απαιτεί τη συντήρηση τεράστιων ποσοτήτων τροφίμων, τη λειτουργία εκτεταμένων δικτύων logistics, την ύπαρξη άνετων συνθηκών σε μεγάλα κτίρια και την ακριβή ρύθμιση της θερμοκρασίας σε βιομηχανικές διεργασίες. Όλες αυτές οι εφαρμογές απαιτούν ισχύ που ξεπερνά κατά πολύ τις δυνατότητες του μονοφασικού συστήματος. Χωρίς το τριφασικό ρεύμα, δεν θα μπορούσαμε να έχουμε τα μεγάλα ψυγεία των σούπερ μάρκετ, τους θαλάμους κατάψυξης των αποθηκών, τα κεντρικά κλιματιστικά νοσοκομείων και αεροδρομίων. Η ανάπτυξη του κλάδου των τροφίμων, του τουρισμού, ακόμα και της σύγχρονης ιατρικής, είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με τη δυνατότητα παραγωγής αξιόπιστης και άφθονης ψύξης, που με τη σειρά της στηρίζεται στο τριφασικό ηλεκτρικό δίκτυο.

    Κοιτάζοντας προς το μέλλον, οι τάσεις στην τεχνολογία ψύξης και κλιματισμού όχι μόνο διατηρούν το τριφασικό σύστημα στο επίκεντρο, αλλά το καθιστούν ακόμη πιο σημαντικό. Η πιο χαρακτηριστική εξέλιξη είναι η διάδοση της τεχνολογίας inverter. Στα συστήματα inverter, ο κινητήρας δεν τροφοδοτείται απευθείας από το δίκτυο με σταθερή συχνότητα 50 Hertz, αλλά μέσω μιας ηλεκτρονικής διάταξης που μπορεί να μεταβάλλει τόσο την τάση όσο και τη συχνότητα. Η τροφοδοσία, ωστόσο, παραμένει τριφασική. Αυτό που αλλάζει είναι η συχνότητα, η οποία μπορεί να ανέβει πάνω από τα 50 Hz ή να κατέβει κάτω από αυτά, επιτρέποντας στον κινητήρα να περιστρέφεται με μεταβλητή ταχύτητα. Σε έναν συμπιεστή inverter, αυτό σημαίνει ότι μπορεί να λειτουργεί με μερικό φορτίο όταν η ζήτηση για ψύξη είναι μικρή, καταναλώνοντας λιγότερη ενέργεια, και να ανεβάζει στροφές όταν χρειάζεται περισσότερη ψύξη. Η εξοικονόμηση ενέργειας που επιτυγχάνεται με αυτόν τον τρόπο είναι εντυπωσιακή και αποτελεί πλέον στάνταρ σε όλες τις σύγχρονες κλιματιστικές μονάδες και σε πολλά ψυκτικά συγκροτήματα.

    Η τεχνολογία inverter βασίζεται σε τριφασικούς κινητήρες ειδικής κατασκευής και σε ηλεκτρονικούς μετατροπείς ισχύος. Αυτό σημαίνει ότι η γνώση των αρχών του τριφασικού ρεύματος είναι πιο απαραίτητη από ποτέ, καθώς ο τεχνικός καλείται πλέον να αντιμετωπίσει όχι μόνο παραδοσιακές συνδεσμολογίες αστέρα-τριγώνου, αλλά και ηλεκτρονικά κυκλώματα ισχύος και ελέγχου. Παράλληλα, η τάση για ενεργειακή αποδοτικότητα και η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας οδηγεί στην ανάπτυξη συστημάτων που λειτουργούν με συνεχές ρεύμα ή με μεταβλητή συχνότητα, αλλά η ραχοκοκαλιά της διανομής και της ισχύος παραμένει το τριφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα.

    Συμπερασματικά, το τριφασικό ρεύμα αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα τεχνολογικά επιτεύγματα που κατέστησαν δυνατή τη σύγχρονη βιομηχανική κοινωνία. Στον τομέα της ψύξης και του κλιματισμού, είναι η ίδια η ουσία της λειτουργίας κάθε σοβαρής εγκατάστασης. Η κατανόηση των βασικών του αρχών, των πλεονεκτημάτων του και των τρόπων εφαρμογής του, όπως αυτές αναπτύχθηκαν στην παρούσα εργασία, δεν είναι μια πολυτέλεια αλλά μια αναγκαιότητα για κάθε τεχνικό που θέλει να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις της σύγχρονης αγοράς. Είτε πρόκειται για μια παραδοσιακή εγκατάσταση με απλή εκκίνηση αστέρα-τριγώνου, είτε για ένα υπερσύγχρονο σύστημα inverter μεταβλητής ταχύτητας, η γνώση του τριφασικού ρεύματος είναι και θα παραμείνει το θεμέλιο πάνω στο οποίο χτίζεται η επαγγελματική επάρκεια και η επιτυχημένη σταδιοδρομία στον χώρο.

Ευχαριστώ για την προσοχή σας...

                                           

Βιβλιογραφία



Evb. (2024, Μάιος 23). Evb. Ανάκτηση από Evb: https://www.evb.com/el/1-phase-and-3-phase-difference/

Welde. (2024, Φεβρουάριος 20). Ποια τα είδη των καλωδίων με τη μορφή μετάδοσης ηλεκτρικής ενέργειας. Ανάκτηση από Welde: https://gr.welldecable.com/info/what-are-the-types-of-cables-according-to-the-92557917.html

Αδαμίδου, Φ., & Καρατόσιου, Χ. (2008). Περιγραφή αναλογικού και ψηφιακού συστήματος διέγερσης σύγχρονων γεννητριών. Θεσσαλονίκη: Α.Π.Θ.

Αλέξης, Γ., Ψωμόπουλος, Κ., & Ναζός, Α. (2011). Ηλεκτρικά συστήματα και διατάξεις αυτόματου ελέγχου στις εγκαταστασεις κλιματισμού. Αθήνα: Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδας.

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων. (2010). Αθήνα: Τζιόλας.

Βασιλακόπουλος, Σ. (2006). Ηλεκτρικές Μηχανές. Αθήνα: Ίδρυμα Ευγενίδου.

Βλαστάρας, Χ., & Ηλιόπουλος, Α.-Γ. (2010). Μελέτη και κατασκευή πίνακα αυτοματισμού τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα. Πάτρα: Τ.Ε.Ι. Πάτρας.

Βλάχος, Β., & Βόκολος, Δ. (2011). Τα ψυκτικά ρευστά. Πάτρα: Τ.Ε.Ι. Πάτρας.

Βοβός, Ν., Γιαννακόπουλος, Γ., & Μήλιας-Αργείτης, Ι. (2020). Ανάλυση κυκλωμάτων ισχύως. Πάτρα: Ζήτη.

Δαλαβούρας, Κ. (2014). Βελτιστοποίηση απόδοσης ψυκτικών συμπιεστών. Αθήνα: Ε.Μ.Π.

Δήμιζας, Γ. (2021). Ανάπτυξη γραφικού περιβάλλοντος εξομοίωσης ηλεκτρικών διατάξεων και συστημάτων στο χώρο της ναυτιλίας. Αθήνα: Ε.Μ.Π.

Ενέργειας, Κ. Α. (2019). Οδηγός Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας σε Συστήματα HVAC. Αθήνα: Υπουργείο Εργασίας.

Κίτσιου, Α. (2007). Γεννήτριες μόνιμου μαγνήτη για ηλεκτροπαραγωγή σε συστήματα ισχύως μικρής/μεσαίας κλίμακας. Ξάνθη: Δ.Π.Θ.

Κορακιανίτης, Ν. (2020, Σεπτέμβριος 4). Μετάδοση Ισχύως. Ανάκτηση από Metadosi-ischios: https://www.metadosi-ischios.gr/leitoyrgia-kai-pleonektimata-ton-ilektrokinitiron-proosis/

Κότου, Β. (2003). Μελέτη μαγνητικού πεδίου μονοφασικού επαγωγικού κινητήρα και προσδιορισμός των βέλτιστων πυκνωτών εκκίνησης και λειτουργίας με τη μέθοδο των πεπερασμ΄΄ενων στοιχείων . Θεσσαλονίκη: Α.Π.Θ.

Μάργαρης, Ν. (2010). Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων. Αθήνα: Τζιολας.

Νταμάτης, Χ. (2015). Συστήματα ελέγχου ασύγχρονου χαρακτήρα και αποτίμηση της ενεργειακής τους αποδοτικότητας . Πάτρα: Τ.Ε.Ι. Δυτικής Ελλάδας.

Ντοκόπουλος, Π. (1987). Ηλεκτρικές εγκαταστάσεις καταναλωτών μέσης και χαμηλής τάσης. Θεσσαλονίκη: Ζήτη.

Ξηρός, Γ. (2014). Διαχείριση ψυκτικών ουσιών θερμοκηπίου. Αθήνα: Γ.Σ.Ε.Β.Ε.Ε.

Ορφανός, Ν. (2017). Εκκίνηση ασύγχρονου τριφασικού κινητήρα με χρήση αυτοματισμού PLC. Αθήνα: 2017.

Πολάκης, Ε. (2006). Μελέτη και προσωμοίωση 12- Παλμική ελεγχόμενης ανορθωτικής διάταξης. Αθήνα : Ε.Μ.Π.

Πρωτοψάλτης, Κ. (2013). Προσομοίωση και βελτίωση απόδοσης θερμοηλεκτρικής διάταξης TEG με χρήση της μεθόδου πεπερασμένων στοιχείων. Κοζάνη: Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας.

Ροδόπουλος, Χ. (2000). Μελέτη της θερμοδυναμικής συμπεριφοράς του ψυκτικού κύκλου με χρήση διαφορων ψυκτικών υγρών σε μία κλιματιστική εγκατάσταση. Πάτρα: Τ.Ε.Ι. Πάτρας.

Σκόπος, Μ. (2013). Κατασκευή εργαστηριακού μοντέλου διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. Θεσσαλονίκη: Α.Π.Θ.

Τόμπρας, Γ. (2015). Εισαγωγικά Θέματα Ηλεκτρονικής. Αθήνα: Κάλλιπος.

Υφαντής, Δ. (2008). Υλικά διάβρωσης και προστασίας. Αθήνα: Ε.Μ.Π.



Φράγκου, Π., & Μαλάμου, Ά. (2015). Ηλεκτρικά Κυκλώματα. Αθήνα: Τσότρας.

-Ο Παύλος Παπαδόπουλος γεννήθηκε το 1978 στη Δράμα, μεγάλωσε στις Σέρρες και έζησε στην Αθήνα και τη Θεσσαλονίκη. Από το 1996 εργάζεται στο δημόσιο σε διάφορες διοικητικές θέσεις. Είναι απόφοιτος της Σχολής Αξιωματικών της Ελληνικής Αστυνομίας, της Σχολής Αστυφυλάκων της Αστυνομικής Ακαδημίας, της Σχολής Επιμόρφωσης και μετεκπαίδευσης ΕΛ.ΑΣ., και της Σχολής Ελληνικού Πολιτισμού, του Τμήματος Ανθρωπιστικών. Σπουδών του Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου. Μιλάει Αγγλικά και Γερμανικά.

Οι έννοιες της Αιδούς και της Αρετής στην Ηθική Φιλοσοφία του Αριστοτέλη. Γράφει ο Παύλος Παπαδόπουλος

  Ο Αριστοτέλης είχε αποκτήσει μία ευρεία εγκύκλια παιδεία, κύρια γνωρίσματα της αριστοτελικής σκέψης υπήρξαν, η ευρύτητα και η ακρίβεια της επιστημονικής σκέψης, καθώς επίσης και η απουσία δογματισμού. Ο σπουδαίος φιλόσοφος ενείργησε πραγματολογική έρευνα σε τρεις περιοχές: τη διαλεκτική, τη φυσική και την ηθική. Στο έργο του, ακόμη, κυριάρχησε ο ρεαλισμός και η αντίληψη γύρω από την πραγματικότητα, ενώ εξέτασε πολύπλευρα το πρόβλημα της ανθρώπινη; ηθικής.

Ο Αριστοτέλης σε πίνακα του Ιταλού ρομαντικού ζωγράφου Φραντσέσκο Χάγιεζ.

 

  Στην πρώτη ενότητα της εργασίας θα επιχειρήσουμε να προσεγγίσουμε την έννοια της αρετής στην ηθική του Αριστοτέλη. Ο Σταγειρίτης φιλόσοφος αναλώθηκε εκτενώς με το συγκεκριμένο θέμα, κατά βάση στο έργο του Ηθικά Νικομάχεια, αλλά και στα Ηθικά Ευμήδεια και Ηθικά Μεγάλα των οποίων όμως η γνησιότητα αμφισβητείται. Για το λόγο αυτό θα παραθέσουμε αποσπάσματα από το έργο Ηθικά Νικομάχεια, ενώ μέσα από το συγκεκριμένο πόνημα θα καταδείξουμε τη διάσταση που έδινε στην ανθρώπινη αρετή.

  Η κατάσταση της «αιδούς», και ο συσχετισμός της με την αριστοτελική έννοια της αρετής, θα αποτελέσει αντικείμενο ανάπτυξης στη δεύτερη ενότητα της εργασίας. Τα διάφορα  παραθέματα τα οποία θα χρησιμοποιήσουμε, θα προέρχονται εκ νέου από το έργο Ηθικά Νικομάχεια, το οποίο και θα θεωρηθεί σίγουρο έργο του Αριστοτέλη. Η «αιδώς» θα συνδεθεί και με ορισμένες άλλες ανθρώπινες ιδιότητες και συναισθηματικές καταστάσεις.

 

Η έννοια της αρετής στην Ηθική Φιλοσοφία του Αριστοτέλη.

  Θα επιχειρήσουμε να προσδιορίσουμε τους βασικούς αποδέκτες της Ηθικής μέσα στην πόλη-κράτος του Αριστοτέλη, ακόμη, θα προχωρήσουμε στον προσδιορισμό της ως έννοια, καθώς επίσης και στον τρόπο επίτευξης της ανθρώπινης ευδαιμονίας. Θα μας απασχολήσει επίσης η σχέση μεταξύ επιστήμης και ηθικής. Κατόπιν θα δούμε το πώς ο άνθρωπος επιτυγχάνει τις αρετές, ενώ με τη χρήση του παραδείγματος της ανδρείας θα ορίσουμε τη διαχωριστική γραμμή, με γνώμονα της οποίας δυνάμεθα να επιτύχουμε τις διάφορες αρετές.

  Η ηθική του Αριστοτέλη θα αφορά όχι όλους τους ανθρώπους που θα διαβιούν μέσα στα όρια της πόλης-κράτους, αλλά μόνο εκείνους που θα αποτελέσουν το σώμα των πολιτών και θα τους απασχολεί η διακυβέρνηση στης πόλης. Επιπρόσθετα θα είναι αυτοί οι οποίοι θα έχουν και ορισμένη οικονομική άνεση. Η κοινωνική τάξη στην οποία θα απευθυνθεί ο Αριστοτέλης θα είναι η αστική αριστοκρατία. «Το ότι αυτή η κοινωνική τάξη είναι ο αποδέκτης της ηθικής του Αριστοτέλη, επιβεβαιώνεται από την αριστοτελική ανάλυση περί αρετών. Σύμφωνα με αυτήν, σε κάθε κοινωνική ομάδα αντιστοιχεί μια συγκεκριμένη αρετή». Οι υπόλοιποι θα οφείλουν κατά τον Αριστοτέλη, υπακοή στον αρχηγό της οικογένειας. Η υπακοή αυτή θα είναι διαφορετική για τον καθένα, ανάλογα με τη θέση του. Μόνο ο αρχηγός της οικογένειας πρόκειται να αξιολογηθεί ηθικά από τον Αριστοτέλη.

Ο Αριστοτέλης μπροστά από την προτομή του Ομήρου, έργο του Ρέμπραντ (1653, Μητροπολιτικό Μουσείο Νέας Υόρκης).

  Η ηθική στο έργο του Αριστοτέλη, δε θα απαιτήσει την ακρίβεια των μαθηματικών επιστημών, όπως αναφέρθηκε και στον πρόλογο. Σχετικά με τη συνάρτηση επιστήμης και ηθικής ο Αριστοτέλης θα διατυπώσει τα εξής και θα διευκρινίσει ότι η ηθική δεν είναι θετική επιστήμη,. «Γιατί την ακρίβεια δεν την επιδιώκουμε σε όλες τις έρευνες με το ίδιο μέτρο, ούτε σε ότι έργο κατασκευάζουμε τα καλά και τα δίκαια με τα οποία ασχολείται και μελετά, επιδέχονται μεγάλη διαφορά και πλάνη ώστε να θεωρούνται ότι υπάρχουν μόνο κατά συνθήκη και όχι από τη φύση τους». Η ηθική επιπλέον, θα αποτελέσει αντικείμενο που θα χαρακτηριστεί από ρευστότητα.

  Στο ξεκίνημα των Ηθικών ο Αριστοτέλης θα πει: « Κάθε τέχνη, επιστημονική έρευνα και πράξη που αποφασίζεται μετά από σκέψη, φαίνεται ότι αποβλέπει σε κάποιο καλό. Γι’ αυτό σωστά ειπώθηκε ότι καλό είναι εκείνο στο οποίο αποβλέπουν όλα τα όντα». Έτσι λοιπόν θα σημειώσει ότι υπάρχουν δύο είδη αγαθού: το απόλυτον και το σχετικόν. Έτσι θα ξεκαθαρίσει: «Αλλά θα επανέλθουμε σ’ αυτό το θέμα, σε όσα αναφερθήκαμε υπάρχει μία αντινομία. Δεν εφαρμόζεται σε όλα τα αγαθά αλλά σε μερικά και μάλιστα σε εκείνα τα αγαθά που επιδιώκονται και αγαπιούνται από μόνα τους, ενώ αυτά της δημιουργίας ή της προφύλαξης ή αυτά που αποκρούουν τα αντίθετά τους, ονομάζονται με διαφορετικό τρόπο. Συμπεραίνουμε λοιπόν ότι υπάρχουν δύο είδη αγαθών, δηλαδή τα αυτά καθ’ εαυτά και τα αγαθά που είναι για χάρη τους».  Κάθε πράξη αποσκοπεί σε κάτι διαφορετικό από τον εαυτό της, και από την τάση της να το αναπαράγει απορρέει η αξία της.

  «Η ηθική του Αριστοτέλη είναι σαφώς τελεολογική, η ηθικότητα κατά την άποψη του Αριστοτέλη έγκειται σε ορισμένες πράξεις που γίνονται όχι επειδή είναι ορθές καθ’ αυτές, αλλά επειδή θα μας φέρουν κοντά στο «ανθρώπινο αγαθό»». Αυτό θα αποτελέσει και την κεντρική ιδέα των ηθικών. Όλες οι πράξεις έχουν έναν απώτερο σκοπό, με βάση τον οποίο θα ορίζονται οι ανθρώπινες δραστηριότητες, και αυτός πρέπει να είναι ο ίδιος επιδιωκόμενος σκοπός που θα αποτελέσει το αγαθό, αυτό που δε θα επιδιώκουμε ως μέσο για κάτι άλλο, αλλά για κάποιο αυτάρκες τέλος, τέτοιο τέλος θα είναι η ευδαιμονία. Σημασία για τον άνθρωπο θα έχει ποιος σκοπός θα είναι τελειότερος. Η ευδαιμονία δηλαδή, είναι αυτάρκες τέλος και αφορά το σύνολο του ανθρώπινου βίου.

  Η Ευδαιμονία επομένως, έχει δύο γνωρίσματα, το «τέλειον», δηλαδή το αγαθό πρέπει να είναι τελικό, και το «αυτάρκες». Ως προς την αυτάρκεια θα γράψει «Αυτάρκεια θεωρούμε εκείνο που, αν και μόνο του, κάνει τη ζωή μας ικανή να μη λείπει τίποτε. Και νομίζουμε πως αυτό είναι ευδαιμονία. Και είναι προτιμότερη απ’ όλα και δε σχετίζεται μ’ αυτά. Γιατί εάν θεωρήσουμε φανερό ότι συμψηφίζεται και αν προσθέτουμε και το πιο μικρό αγαθό, θα είναι προτιμότερη. Για κάθε τι που προσθέτουμε θα έχουμε πλεονασμό αγαθών και από τα αγαθά προτιμούμε το πιο σημαντικό. Ώστε η ευδαιμονία είναι κάτι το τέλειο και αυτοδύναμο, αφού είναι και ο σκοπός της δράσης μας». Ενώ σχετικά με το «τέλειον» θα πει: «Σε κάθε πράξη είναι ο σκοπός. Εάν πραγματοποιείται ο σκοπός, τότε αυτό είναι και το αγαθό, αγαθό θα είναι όλοι αυτοί οι σκοποί. Έτσι λοιπόν και από διαφορετικό δρόμο, φτάνουν στο ίδιο σημείο. Και θα το διευκρινίσουμε. Από τους πολλούς σκοπούς ξεχωρίζουμε κάποιους, όπως π.χ. τον πλούτο ή τα μουσικά όργανα και είναι φανερό ότι όλοι αυτοί οι σκοποί που επιδιώκουμε δεν είναι τέλειοι. Εάν το τέλειο είναι ένα μονάχα, αυτό και αναζητούμε, και αν είναι περισσότερα , τότε αυτό θα είναι το τελειότερο και αξίζει να αποκτηθεί για το ίδιο και όχι για κάποιο άλλο ». Αυτά είναι τα δύο χαρακτηριστικά του ανθρώπινου αγαθού. 

  Θεμέλιος λίθος, λοιπόν, της αριστοτελικής ηθικής θα είναι η ευδαιμονία, και θα αποτελεί απόρροια της ορθολογικής και ηθικής δραστηριότητας. Θα επιτευχθεί σε γενικές γραμμές από τον ενάρετο βίο. Δυνητικά θα μπορέσουν να την αποκτήσουν όλοι, εφόσον θα καταλάβουν τη φύση τους και θα επιδιώξουν να αποκτήσουν το αγαθό που θα αρμόσει στην κοινωνική τους τάξη. Έτσι λοιπόν ο φιλόσοφος θα πει: «Ίσως πάλι είναι πολύ κοινό επειδή μπορεί να αποκτηθεί με κάποια μάθηση και επιμέλεια σε όλους όσους δεν είναι πωρωμένοι με την αρετή». Οι άνθρωποι θα επιτυγχάνουν την ευδαιμονία με την κατάκτηση της αρετής.

  Οι ηθικές αρετές αποτελούν μεσότητες ανάμεσα σε δύο άκρα την υπερβολή και την έλλειψη, αυτές, σύμφωνα με τον Αριστοτέλη, θα πρέπει να αποφεύγονται. Ο Αριστοτέλης θα πει σχετικά με την καταστροφική έλλειψη και υπερβολή, «Αρχικά πρέπει να παρατηρήσουμε ενέργειες παρόμοιες και για λόγους έλλειψης και για λόγους υπερβολής (γιατί πρέπει για τα άλυτα προβλήματα να απευθυνόμαστε στο κύρος των γνωστών), όπως παρατηρούμε ότι κάνουν οι άνθρωποι για τη σωματική δύναμη και την υγεία. Γιατί η υπερβολική γυμναστική και η λιγοστή φθείρουν τη σωματική δύναμη, και όμοια η υπερβολική ή λίγη χρήση ποτών και τροφίμων καταστρέφει την υγεία , ενώ η χρησιμοποίηση τους με λογικό μέτρο των δημιουργών, την αυξάνουν και τη σώζουν. Το ίδιο συμβαίνει και με τη σωφροσύνη την ανδρεία και τις άλλες αρετές». «Οι αρετές οριστούν ως το «μέσον» ανάμεσα σε δύο ακρότητες, αναφορικά με την επίδραση των παθών ή τη μορφή της πράξης». Το «μέσον» θα είναι, σύμφωνα με το Σταγειρίτη φιλόσοφο, η διαχωριστική γραμμή μεταξύ υπερβολής και έλλειψης.

Ο Αριστοτέλης με το δάσκαλό του Πλάτωνα στην Ακαδημία, λεπτομέρεια από το έργο «Η σχολή των Αθηνών», νωπογραφία του Ραφαήλ.

  Όταν ο πολίτης ασκεί συστηματικά τη μεσότητα θα αποκτά «έξη», δηλαδή συνήθεια. «Ένα είδος αυτοματισμού, που θα του επιτρέπει να καταστέλλει, σε κάθε περίπτωση, τις υπερβολές των διαφόρων επιθυμιών και φόβων του, η αρετή που συνίσταται στη διαρκή τήρηση του μέτρου, μέσο ενός αυστηρού αυτοελέγχου, ο οποίος θα τον φέρει όσο πιο κοντά γίνεται στη μέση συμπεριφορά όλων των άλλων ενάρετων πολιτών». Σχετικά με τη μεσότητα θα γράψει στα Ηθικά Νικομάχεια «Η Ηθική αρετή είναι η μεσότητα και με ποιον τρόπο είναι τέτοια, το ότι είναι μεσότητα ανάμεσα σε δύο κακίες από τις οποίες η μία είναι υπερβολή και η άλλη έλλειψη, καθώς και τι σημαίνει αυτή, αφού όσον αφορά τα πάθη και τις πράξεις τείνει προς τη μεσότητα κλπ, γ».  Με την μεσότητας ο άνθρωπος θα επιτυγχάνει την αρετή.

  Η αρετή της ανδρεία, για παράδειγμα, θα μπορούσε να ειπωθεί ότι βρίσκεται ανάμεσα στο θράσος και την έλλειψη φόβου. Με τον κανόνα της μεσότητας ο Αριστοτέλης  θα προσδιορίσει την αρετή της ανδρείας «Είναι αποδεδειγμένο ότι η ανδρεία είναι η μεσότητα μεταξύ φόβου και θάρρους, γιατί είναι πεντακάθαρο ότι τα φοβερά τα φοβόμαστε, και τέτοια βέβαια είναι τα κακά γι’ αυτό και προσδιορίζουν το φόβο ως αναμονή κακού». Ο ανδρείος θα οφείλει να αποφεύγει σε κάθε περίπτωση τα άκρα, να συντηρεί το μέτρο και να αποφεύγει τις υπερβολές.

  Το ηθικό μέσο θα επιτυγχάνεται με τη φρόνηση, κάτι τέτοιο θα συνεπάγεται ότι πρέπει κανείς να γνωρίζει τι είναι ηθικό και αγαθό. Κατά τον Αριστοτέλη η φρόνηση θα πρέπει να καθοδηγεί τη συμπεριφορά του ανθρώπου και να τον διατηρεί εντός των ορίων του. Ο Αριστοτέλης θα διευκρινίσει όσον αφορά τη φρόνηση «Το τι είναι φρόνηση μπορούμε να το μάθουμε, αφού προηγουμένως μελετήσουμε εκείνους που ονομάζουμε φρόνιμους. Φαίνεται ότι χαρακτηριστικό τους στοιχείο είναι ότι μπορούν να ξεχωρίζουν τι είναι αγαθό και ωφέλιμο για τους ίδιους όχι μόνο μερικώς, δηλαδή σχετικά με την υγεία και τη σωματική τους δύναμη. Αυτό αποδεικνύεται από το ότι ονομάζουμε φρόνιμους εκείνους που δεν είναι σε ένα σημείο μόνο τέτοιοι, και εφόσον επιτελούν κάποιο σημαντικό σκοπό που δεν άπτεται της τέχνης.

Ο Αριστοτέλης στον Αγιο Δημήτριο Χρυσάφων Λακωνίας

  Επομένως ονομάζουμε φρόνιμο εκείνον που μπορεί να σκέφτεται γενικά με ορθό τρόπο. Εξάλλου κανείς δε σκέπτεται για πράγματα που δε μεταβάλλονται ή για κείνα που δε μπορεί να πραγματοποιήσει». Όταν ο άνθρωπος νοιώσει τη φρόνηση μαζί με την ηδονή και την αρετή θα επιτύχει την ευδαιμονία. Η φρόνηση θα είναι κυρίαρχη ως έννοια και γενικά θα αποτελέσει την πιο σπουδαία αρετή στον αρχαίο κόσμο. Μεγάλη σημασία θα έχει και η προαίρεση για πράξεις που θα πραγματοποιούνται εκούσια, η κατάσταση δηλαδή της ηθικής επιλογής που θα είναι η αγαθή βούληση.

  «Η αντίληψη του Αριστοτέλη για την αρετή, προφανώς περισσότερο ρεαλιστική από εκείνη του Πλάτωνα, θα βασιστεί στην πεποίθηση ότι η αρετή δεν είναι έμφυτη αλλά μάλλον ζήτημα επιλογής και εθισμό». Γι’ αυτό ο Αριστοτέλης θα διδάξει «Γιατί δεν αποκτήσαμε τις αισθήσεις μας με το να βλέπουμε και να ακούμε συχνά, αλλά τις είχαμε και τις χρησιμοποιούσαμε, δεν τις αποκτήσαμε επειδή τις χρησιμοποιούσαμε. Τις αρετές τις χρησιμοποιούμε αφού κοπιάζουμε προηγουμένως».  Ο Πλάτων δηλαδή δίδασκε ότι οι διάφορες αρετές δεν μπορούν να διδαχθούν, ενώ ο Αριστοτέλης πίστευε ότι ο κάθε άνθρωπος εν δυνάμει, και μέσω της επίτευξης της μεσότητας δύναται να αποκτήσει την Αρετή. Όπως θα σημειώσει στα Ηθικά: «Η αρετή, λοιπόν, είναι μία κατάσταση του χαρακτήρα που αναφέρεται στην επιλογή δράσης και βρίσκεται στο μέσο, ως προς τον άνθρωπο που ενεργεί, και το μέσο αυτό αποφασίζεται με μια λογική αρχή με την οποία ο άνθρωπος της πρακτικής σοφίας μπορεί να το προσδιορίσει. Πάντως η μεσότητα βρίσκεται ανάμεσα στα δύο άκρα, την υπερβολή και την έλλειψη».

  Οι αρετές θα μπορούσαν να διαχωριστούν σύμφωνα πάντα με τον Αριστοτέλη, σε διανοητικές, αυτές που αφορούν το λογικό και σε πρακτικές (ηθικές), αυτές δηλαδή που αφορούν την ικανότητα του ανθρώπου να αποφεύγει τις ακραίες συμπεριφορές. Θα διαχωριστούν επομένως σε αυτές που θα αφορούν τη συμπεριφορά του ανθρώπου και τη λογική δραστηριότητα.

  Εν κατακλείδι η ηθική του Αριστοτέλη θα απευθύνεται σε μόνο μία μερίδα ανθρώπων που θα ζουν εντός των ορίων της πόλης-κράτους, ενώ ακόμη δε θα απαιτήσει την ακρίβεια των άλλων επιστημών. Τα γνωρίσματα επίσης της ευδαιμονίας όταν επιτυγχάνονται θα είναι το «τέλειον» και το «αυτάρκες». Οι ηθικές αρετές θα είναι μεσότητες μεταξύ ακραίων συμπεριφορών και η συστηματική μεσότητα θα οδηγεί στη συνήθεια στη συμπεριφορά που θα καταλήξει στην ενάρετη ζωή. Η επίγνωση του τι είναι αγαθό και ηθικό θα αποτελέσει το όχημα με το οποίο θα εξασφαλίζεται η ευδαιμονία.

 

Η έννοια της αιδούς στην ηθική του Αριστοτέλη.

  Η έννοια της «αιδούς», και εάν αυτή αποτελεί αρετή κατά την αριστοτελική φιλοσοφία θα μας απασχολήσει στη συνέχεια. Θα παρουσιάσουμε αρχικά την προϊστορία της έννοιας. Επιπλέον θα διερευνήσουμε εάν είναι δικαιολογημένη στους ανθρώπους διαφόρων ηλικιών. Κατόπιν θα εξετάσουμε τη σχέση της με την εγκράτεια και την αναισχυντία.

  Η «αιδώς» ως έννοια, δε θα πρωτοεμφανιστεί στην αριστοτελική φιλοσοφία, αλλά θα προϋπάρξει αυτής. Στον Όμηρο, και ειδικότερα στην Ιλιάδα, θα αναφερθεί εν ολίγοις ότι ο άνθρωπος πέρα από το φόβο απέναντι στο θεό, θα οφείλει να σέβεται και τη δημόσια γνώμη, Ο Έκτορας θα πει: « ωστόσο μπροστά στους Τρώες περίσσια ντρέπουμε και στις μακρομαντούσες Τρωαδίτισσες, μακριά από τον πόλεμο σαν τον κιότη να τρέχω μήτε το λέει η καρδιά μου». Μάλιστα ο άνθρωπος του Ομήρου θα θέσει το δέος απέναντι στην κοινή γνώμη πάνω από το δέος απέναντι στους θεούς. Η πίεση και η ντροπή που θα προκαλεί για διάφορες κακές πράξεις της δημόσιας γνώμης θα είναι δυσβάσταχτη τελικά για τον ομηρικό άνθρωπο.

  

Αράβικο χειρόγραφο.

  Στον Ησίοδο, η «αιδώς» ως ηθική έννοια, θα αποτελέσει αίσθημα προφύλαξης, αυτοσεβασμού αλλά και αλληλοσεβασμού, «Και καμία χάρη δε θα είναι για τον τηρητή του όρκου του και για το δίκαιο και για το καλό, και πιο πολύ όποιον κάνει το κακό και το άδικο θα τιμήσουν. Και το δίκιο δε θα ΄ναι στα χέρια, και σεβασμός δε θα υπάρχει και θα βλάφτει ο κακός τον καλύτερο άντρα ρίχνοντας του στρεβλά λόγια και γι’ αυτά θα ορκίζεται». Το αίσθημα ντροπής, εννοεί ο Ησίοδος δηλαδή, που θα καταλαμβάνει τον κοινωνικό άνθρωπο για κάθε πράξη που δε θα συμφωνεί με τις κοινωνικές αντιλήψεις.

  Ο Πλάτωνας στο διάλογο Πρωταγόρας θα ασχοληθεί επίσης με την «αιδώ». Ο Πρωταγόρας «στη μυθική έκθεση του, που σώζεται από τον Πλάτωνα, διδάσκει ότι οι θεοί έδωσαν σε όλους τους ανθρώπους εξίσου ένα αίσθημα δικαιοσύνης και ηθικής ντροπής (αιδώς) ώστε στον αγώνα που κάνουν για να διατηρηθούν στη ζωή να μπορούν να συνάπτουν δεσμούς με διάρκεια». Ο Πλάτωνας θα γράψει στον Πρωταγόρα: «στέλνει τον Ερμή να φέρει στους ανθρώπους τον σεβασμό και τη δικαιοσύνη, για να είναι και μέσα πειθαρχίας για τις πόλεις και συνεκτικοί δεσμοί φιλίας»  Η «αιδώς» στη διδασκαλία του Αθηναίου φιλοσόφου θα ορίζεται ως το συναίσθημα ντροπής το οποίο θα καταλαμβάνει τον άνθρωπο όταν θα αντιβαίνει τους κοινωνικούς κανόνες.

  Η «αιδώς κατά τον Αριστοτέλη δε θα εμπίπτει στη σφαίρα των αρετών. «Αν και οι αρετές αφορούν συναισθήματα, η «αιδώς δεν αποτελεί αρετή αφού δεν αποτελεί βουλητική τάση. Αυτή η ιδιότητα, μολονότι συνιστά ενδιάμεση κατάσταση και επαινείται, θεωρείται μέση συναισθηματική κατάσταση και όχι στάση βούλησης απέναντι στο συναίσθημα». Έτσι λοιπόν θα πει: « Για τη ντροπή σαν αρετή δεν αρμόζει να μιλήσουμε, γιατί αυτή μοιάζει περισσότερο με συναίσθημα παρά με έξη». Αμέσως μετά θα σημειώσει: «Την ορίζουμε, λοιπόν, ως φόβο για τη ντροπή, και παρουσιάζει αναλογία με το φόβο που αισθάνεται κανείς μπροστά στον κίνδυνο».Η ιδιότητα αυτή θα είναι μια μορφή φόβου έναντι της ανυποληψίας και θα ομοιάσει με φόβο απέναντι στον κίνδυνο.

 

Αρχαίοι σοφοί στην Ακαδημία του Πλάτωνα: Ηρακλής Ποντικός, Σπεύσιππος, Πλάτων, Εύδοξος, Ξενοκράτης και Αριστοτέλης. Ψηφιδωτό από την Πομπηία. Εθνικό Αρχαιολογικό Μουσείο Νάπολης.

  Σε γενικές γραμμές κατά την αρχαιότητα, η «αιδώς» θα αποτελέσει τη ντροπή που θα νοιώθει κάποιος, για τη διάπραξη κακού. Κάτι τέτοιο θα εννοηθεί ως η ντροπή που θα ματαιώνει την πράξη του κακού και της αδικίας. Δηλαδή, σύμφωνα με το συλλογισμό του Αριστοτέλη «η εσωτερική εκείνη δύναμη που θα μας εμποδίζει να κάνουμε το κακό». Για τη ντροπή που θα δοκιμάσει ο άνθρωπος μετά τη διάπραξη κακής πράξης οι αρχαίοι θα χρησιμοποιήσουν τη λέξη «αισχύνη». Την «αισχύνη» ο Αριστοτέλης θα την προσδιορίσει ως αρετή: «Η ντροπή θα ήταν ηθική ιδιότητα, με τον όρο ότι θα την αισθάνονταν κανείς μόνο μετά από κακή πράξη». Η «αιδώς» λοιπόν, θα είναι το ηθικό συναίσθημα ή η συναισθηματική κατάσταση, που θα προκαλείται σε έναν άνθρωπο όταν θα αντικρίζει τους συνανθρώπους του, ειδικότερα όταν θα διαπράττει κακό και θα τους βλάπτει γενικά.

  Σε ανθρώπους νεαρής ηλικίας η «αιδώς» θα δικαιολογηθεί, καθώς αυτοί θα δρουν πολλές φορές με γνώμονα τον παρορμητισμό τους, που θα τον παράγουν τα συναισθήματα τους. Γι’ αυτό ο Αριστοτέλης θα γράψει σχετικά: «Το συναίσθημα αυτό δεν αρμόζει σε κάθε ηλικία αλλά μόνο στη νεανική. Θεωρούμε ότι ο άνθρωπος οφείλει να έχει σ’ αυτή την ηλικία το συναίσθημα της ντροπής, γιατί βρίσκεται υπό την επιρροή των παθών και θα διέπραττε πολλά λάθη, αν δεν τον συγκρατούσε αυτό το συναίσθημα». Σε καμία όμως περίπτωση δε θα δικαιολογηθεί σε ηλικιωμένους, οι οποίοι δε θα πρέπει να κάνουν τίποτα για το οποίο θα ντρέπονται. Ο φιλόσοφος θα πει: «Επαινούμε τους σοβαρούς νέους, αλλά κανείς δε θα επαινούσε έναν ηλικιωμένο επειδή είναι σεμνός. Γιατί δεχόμαστε ότι ποτέ δε θα έκανε πράξεις που θα τον έκαναν να ντρέπεται». Οι νέοι, λοιπόν, έχουν ελαττώματα και η «αιδώς» αιτιολογείται πλήρως σε αυτούς.

  Ο ευπρεπής δε θα δικαιολογείται να πράττει συνειδητά κακές πράξεις. «Αυτός ο ιδανικός άνθρωπος μπορούμε να πούμε ότι δε θα πράττει με τη θέληση του κάτι που δεν είναι ανάρμοστο και ταπεινό». Θα γράψει επομένως σχετικά: «Ούτε η ντροπή είναι γνώρισμα του ενάρετου επειδή ντρέπεται κανείς για την εκτέλεση ανήθικων πράξεων, που όμως δεν πρέπει να γίνονται, και δεν υπάρχει καμία διαφορά, αν οι πράξεις επιφέρουν ντροπή ή αν θεωρούνται τέτοιες». Επειδή δηλαδή, ο ευπρεπής δε θα πράττει συνειδητά κακές πράξεις, εδώ θεά πρέπει να ξεκαθαριστεί ότι η «αιδώς» θα συσχετιστεί μόνο με κακές πράξεις. Σώφρων θα χαρακτηριστεί εκείνος που δε θα έχει φαύλες επιθυμίες.

 

Σελίδα από έκδοση των Απάντων του Αριστοτέλη που κυκλοφόρησε το 1483 (Βιβλιοθήκη και Μουσείο Μόργκαν, Νέα Υόρκη).

  Η «αιδώς» καίτοι δεν θα αποτελεί αρετή, εντούτοις θα είναι μέσο μεταξύ εγκράτειας και αναισχυντίας. Θα διδάξει λοιπόν στα Ηθικά Νικομάχεια: «Η ντροπή π.χ. δεν είναι αρετή αλλά ο ντροπαλός επαινείται. Γιατί μιλάμε για τον άνθρωπό που τηρεί τη μεσότητα, για έναν άλλο που ξεπερνά το μέτρο, και τέτοιος είναι ο δειλός που αισθάνεται ντροπή για όλα, και για εκείνον που δε ντρέπεται για τίποτε και τον λέμε αναίσχυντο, είναι λοιπόν αυτός που τηρεί τη μεσότητα». «Η «αιδημοσύνη» τοποθετείται από τον Αριστοτέλη μεταξύ υπερβολικής συστολής (καταπληξίας) και αναισχυντίας, αδιαντροπιάς». Η κατάπληξη θα ισοδυναμεί και με αυταρέσκεια και η αναισχυντία αρέσκεια.

  Η εγκράτεια, επίσης δε θα χαρακτηριστεί ως αρετή, θα αποτελέσει ένα μείγμα κακίας και αρετής. Η ιδιότητα αυτή θα βοηθά τον άνθρωπο να αποκλείσει κάτι το οποίο φαίνεται εκ πρώτης καλό για τον εαυτό του σε κοντινό χρόνο, προκειμένου να ωφεληθεί σε κάτι άλλο σε βάθος χρόνου. «Αντιστεκόμαστε συνήθως στον πειρασμό να ενδίδουμε άνευ όρων σε απολαύσεις όλων των ειδών ή στον πειρασμό να επιζητούμε σε μεγαλύτερο βαθμό απ’ ότι είναι καλό για μας οποιοδήποτε αγαθό με όρια π.χ. τον πλούτο».

  Η αναισχυντία θα οριστεί ως η αδικαιολόγητη έλλειψη ντροπής, η οποία δε θα επιδέχεται μεσότητας. Η ξεδιαντροπιά δηλαδή, θα είναι η απάθεια και αδιαφορία απέναντι σε κουσούρια που θα πιστεύεται ότι παράγουν κακοήθεια για μας, και θα προέρχονται από πράξεις που θα οφείλονται σε κάποιο μεγάλο ελάττωμα. Πρόκειται για συναίσθημα ή πράξη που θα προϋποθέτει τη φαυλότητα, την έλλειψη δηλαδή ντροπής ύστερα από άσχημη πράξη. Ο ακρατής θα έχει τη γνώση των κακών πράξεων του σε αντιδιαστολή με τον ακόλαστο που θα έχει την πεποίθηση ότι πρέπει να απολαμβάνει ηδονές.

  Σχετικά λοιπόν με την εγκράτεια και την ακράτεια ο Σταγειρίτης θα σημειώσει «Φαίνεται δηλαδή ότι ο εγκρατής ακολουθεί τη λογική, ενώ ο ακρατής απομακρύνεται από αυτή. Ο ακρατής παρασύρεται από το πάθος, ενώ ο εγκρατής, επειδή γνωρίζει τα αποτελέσματα των βλαβερών επιθυμιών, δεν τις ακολουθεί έχοντας σύμβουλο του τη λογική». Η αδικία επιπρόσθετα θα προκαλεί τη δικαιοσύνη, ο επιβεβλημένος σεβασμός σε άγραφους ηθικούς και γραπτούς νόμους θα έχει ως την τιμωρία όταν τους παραβαίνουμε. Θα γράψει λοιπόν αναφορικά με τη δικαιοσύνη και την αδικία: «Όταν λένε «δικαιοσύνη» εννοούν κάποια έξη που με την ισχύ της οι άνθρωποι πράττουν δίκαια. Ακόμη με τη λέξη αδικία εννοούν άλλη συνήθεια που μ’ αυτήν κάνει κάποιος άδικες πράξεις και σκοπό έχει το άδικο». Αιδώς και δικαιοσύνη θα αλληλοσυμπληρώνονται.

  Συμπερασματικά, η «αιδώς» δεν αποτελεί αρετή αλλά μια μέση συναισθηματική κατάσταση. Η «αιδώς» θα είναι δικαιολογημένη στους νέους, αλλά όχι στους ευπρεπείς και τους ηλικιωμένους. Τέλος θα αποτελέσει το μέσο μεταξύ εγκράτειας και αναισχυντίας.

 

Συμπεράσματα 

  Η ηθική του Αριστοτέλη σε γενικές γραμμές, δε θα αφορά όλους τους ανθρώπους, αλλά μία σημαντική κατηγορία εκείνων που θα διαβιούν όντος της πόλης-κράτους, φορείς όμως της ηθικής θα δύναται να είναι όλοι υπό προϋποθέσεις. Επιπρόσθετα η ηθική δε θα έχει το χαρακτήρα μαθηματικής επιστήμης. Η ηθική θα είναι τελεολογική και θα αποσκοπεί στην ευδαιμονία, γνωρίσματα της ευδαιμονίας θα είναι το «τέλειον» και το «αυτέρκες».

  Οι διάφορες αρετές, με την κατάκτηση των οποίων θα επιτυγχάνεται η ευδαιμονία θα αποτελούν μεσότητες ανάμεσα σε δύο ακραίες καταστάσεις, μίας υπερβολής και μίας έλλειψης. Προκειμένου να κατακτηθεί η αρετή θα χρησιμοποιηθεί ως όχημα η φρόνηση και μέσο η προαίρεση. Η αρετή θα αποκτάται από τον άνθρωπο με σκληρή προσπάθεια και δε θα είναι έμφυτη όπως υποστηρίχθηκε πριν τον Πλάτωνα.

  Η έννοια της «αιδούς» θα επισημανθεί και από άλλους αρχαίους συγγραφείς της αρχαιότητας και πριν τον Αριστοτέλη. Για το Σταγειρίτη φιλόσοφο, παρά το γεγονός ότι η «αιδώς» θα αποτελεί μια ενδιάμεση, μεταξύ εγκράτειας και αναισχυντίας κατάσταση, δε θα θεωρηθεί αρετή όπως η αισχύνη, αλλά συναισθηματική κατάσταση ή ηθικό συναίσθημα. Η κατάσταση αυτή θα αιτιολογηθεί φυσικά σε άτομα νεαρής ηλικίας, τα οποία προβαίνουν σε λάθη εξαιτίας του παρορμητισμού τους, θα είναι όμως αδικαιολόγητη σε σώφρονες και γεροντότερους.

  Ούτε η εγκράτεια όμως θα χαρακτηριστεί αρετή, αλλά ένα κράμα κακίας και αρετής. Η ιδιότητα που θα θυσιάσει κοντινές βραχυπρόθεσμα, αλλά επιβλαβής απολάυσεις, προκειμένου ο άνθρωπος να απολαύσει μακροπρόθεσμα χρονικά οφέλη. Όσον αφορά εν τέλει την αναισχυντία, την αδικαιολόγητη αυτή έλλειψη ντροπής, που δε θα συνιστά μεσότητα, θα είναι, κατά τον Αριστοτέλη, συναίσθημα που θα έχει ως απαραίτητη προϋπόθεση τη φαυλότητα και την επίγνωση της διάπραξης κακών πράξεων.

 

 

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

 

1)      ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ, Ηθικά Νικομάχεια τ.1, μετάφρ., Α. Τσολάκης, εκδ. De Agostini, Αθήνα 2005.

2)      ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ, Ηθικά Νικομάχεια τ.2, μετάφρ., Α. Τσολάκης, εκδ. De Agostini, Αθήνα 2005.

3)      ΗΣΙΟΔΟΣ, Έργα και Ημέραι, μετάφρ. Σ. Σκάρτσης, εκδ. Κάκτος, Αθήνα 1993.

4)      ΟΜΗΡΟΥ, Ιλιάδα, μετάφρ., Ν. Καζαντζάκη-Ι.Θ. Κακρίδη, εκδ. Εστία, Αθήνα 1955.

5)      ΠΛΑΤΩΝ, Πρωταγόρας, μετάφρ. Φιλολογική Ομάδα Κάκτου, εκδ. Κάκτος, Αθήνα 1993.

6)      Σ. ΒΙΡΒΙΔΑΚΗΣ κ.α., Η ελληνική φιλοσοφία από την αρχαιότητα ως τον 20^ο αιώνα, Τ1, εκδ. Ε.Α.Π., Πάτρα 2000.

7)      ΣΩΚΡΑΤΗΣ ΓΚΙΚΑΣ, Πρακτική Φιλοσοφία, εκδ. Σαββάλας, Αθήνα 1995.

8)      A.S. BOGOMOLOV, Ιστορία της Αρχαίας Φιλοσοφίας ,(Ελλάδα και Ρώμη), μετάφρ. Φ.Κ. Βώρος, Εκδ. ΕΙΡΜΟΣ, Αθήνα 1995.

9)      INGEMAR DURING, Ο Αριστοτέλης, παρουσίαση και ερμηνεία της σκέψης του, τ.2, μεταφρ. Α. Γεωργίου-Κατσίβελα, εκδ. Μ.Ι.Ε.Τ., Αθήνα 2003.

10)   MARIO VEGGETI, Ιστορία της αρχαίας Φιλοσοφίας, μετάφρ. Γ. Δημητρακόπουλος, εκδ. Τραυλός, Αθήνα 2000.

11)   MORTIMER J. ADLER, Ο Αριστοτέλης για όλους, Δύσκολος στοχασμός σε απλοποιημένη μορφή, μετάφρ. Π. Κοτζιά-Παντελή, εκδ. Παπαδήμα, Αθήνα 2005.

12)   W.D. ROSS, Αριστοτέλης, μετάφρ. Μ. Μήτσου, εκδ. Μ.Ι.Ε.Τ., Αθήνα 1993.

13)   W. WINDELBAND-H. HEIMSOETH, Εγχειρίδιο ιστορίας της φιλοσοφίας τ.1, μετάφρ. Ν. Μ. Σκουτερόπουλος, εκδ. Μ.Ι.Ε.Τ., Αθήνα 1986.

-Ο Παύλος Παπαδόπουλος γεννήθηκε το 1978 στη Δράμα, μεγάλωσε στις Σέρρες και έζησε στην Αθήνα και τη Θεσσαλονίκη. Από το 1996 εργάζεται στο δημόσιο σε διάφορες διοικητικές θέσεις. Είναι απόφοιτος της Σχολής Αξιωματικών της Ελληνικής Αστυνομίας, της Σχολής Αστυφυλάκων της Αστυνομικής Ακαδημίας, της Σχολής Επιμόρφωσης και μετεκπαίδευσης ΕΛ.ΑΣ., και της Σχολής Ελληνικού Πολιτισμού, του Τμήματος Ανθρωπιστικών. Σπουδών του Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου. Μιλάει Αγγλικά και Γερμανικά.

Το Ιππικό των Μακεδόνων. Γράφει ο Παύλος Παπαδόπουλος.

   Πριν το Φίλιππο το Ιππικό εκπροσωπούσε την ντόπια δύναμη των επίλεκτων της Μακεδονίας. Στην αρχή της βασιλείας του Φιλίππου, το σώμα του Ιππικού ήταν ασθενές. Ο Φίλιππος ανέπτυξε το Ιππικό με την ενίσχυση των σχέσεων του με τους Θεσσαλούς (συνεισέφεραν στην εκστρατεία στην Ανατολή με 1500 επίλεκτους ιππείς) και την ίδρυση σπουδαίων ιπποτροφείων, ενώ υποχρέωσε παράλληλα τους μεγιστάνες της Μακεδονίας, όταν τα τέκνα τους αυξάνονταν να στέλνουν στην Αυλή ευπατρίδες που οδηγούσαν τον ίππο, μαζί με έναν ιπποκόμο. Η υπηρεσία αυτών στρεφόταν στο πρόσωπο του Φιλίππου, καθώς τον ακολουθούσαν στο κυνήγι μέχρι να φτάσουν στην αντρική ηλικία.

  Ο Αλέξανδρος χρησιμοποίησε άριστα το ιππικό. Το οδηγούσε ο ίδιος προσωπικά και εκμεταλλευόμενος το στοιχείο του αιφνιδιασμού κατάφερνε να υπερφαλαγγίσει τον εχθρικό στρατό και να τον χτυπά από το πλάι, δημιουργώντας ρήγματα στην παράταξη του. Το ιππικό πλέον επέφερε καίριο πλήγμα, όχι μόνο προστάτευε τα πλευρά αλλά τώρα συνδυάζονταν πολλά όπλα μαζί. Ο αριθμός των ιππέων ήταν μεγάλος αναλογικά με τον υπόλοιπο στρατό, καθώς η αναλογία ήταν υψηλή υπέρ του Ιππικού. Ο ρόλος του επομένως ήταν αυξημένος και ο Αλέξανδρος βασίστηκε σε μεγάλο βαθμό στις μάχες στο ιππικό.

  Η σύνθεση του ιππικού βασιζόταν στη μακεδονική τάξη των Ευγενών. Υπήρχε πίνακας κατάρτισης των ιππικών περιοχών, οι οποίες έδιναν ικανό αριθμό ιππέων (Βοττιαία, Αμφίπολη, Ανθεμουσία και Λευγαία Ίλη). Το ιππικό αντλούνταν από περίπου 15 περιοχές. Ίσως η 16^η ίλη να ήταν η Βασιλική Ίλη και το Άγημα των Ιππέων. Οι διοικητές-επικεφαλής των μονάδων έμπαιναν μπροστά και χτυπούσαν πρώτοι τον εχθρό, προστατευόμενοι από μεταλλικές και δερμάτινες πλάκες.

  Το ιππικό απάρτιζαν θωρακοφόροι, λογχοφόροι και θωρακοφόροι. Επιτίθονταν όλοι με σάρισα από ξύλο κρανιάς (4-5 μέτρα), η οποία στην απόληξη της είχε λεπίδα. Δεν είχαν ούτε ασπίδα ούτε θώρακα παρά μόνο ένα μικρό σπαθί αντί για το βαρύ ακόντιο. Η δομή του ιππικού που εκστράτευσε στην Ανατολή αποτελούταν από 8 ίλες, 100-150 ιππείς (800-1200 σύνολο Στο σύνολο των 3000 βαρέων ιππέων προστίθενται 1800 και 200 ελαφρύς. Το Εταιρικό Ιππικό αποτελούταν από 1800 Μακεδόνες εκ των οποίων 600 Σαρισσοφόροι και όπως είπαμε ήταν βαριά εξοπλισμένο με δόρυ από κρανιά και όχι ακόντιο. Επικεφαλής του Εταιρικού Ιππικού ήταν ο Φιλώτας ο γιος του Παρμενίωνα. Χρησιμοποιήθηκε εκτεταμένα, ο ρόλος τους ήταν σπουδαίος ειδικά στην καταδίωξη του εχθρού. ).  Από τις 8 ίλες η πρώτη ήταν η πιο και αρχοντική, υπό τις διαταγές του Κλείτου του Μελάνα. Στους 1.800 Μακεδόνες προστέθηκαν 1800 Θεσσαλοί, 600 Θράκες, 300 Παίονες και 600 από το Κοινό των Ελλήνων. Αρχηγός ολόκληρου του ιππικού ήταν ο Παρμενίων.

  Ο ίππος και ο ημίονος ήταν δαπανηρά μέσα για τον αγρότη της εποχής. Στην κεντρική Μακεδονία βρίσκουμε σκελετούς κατοικίδιων αλόγων μαζί με υποράτσα, απόγονο αλόγου Ταρπάν και μιας άλλης από τις στέπες της κεντρικής Ασίας. Παρατηρείται επομένως και ευγονική ζώων, αργότερα διαπιστώνεται και συλλογή σπάνιων ζώων από την Ινδία, καθώς και φύτεμα ευρωπαϊκών φυτών στη Βαβυλώνα.

  Τα κτήνη διαφοροποιούνταν από τα ζώα γιατί χρησιμοποιούνταν για μεταφορές. Ήταν διαφορετικά από αυτά του ιππικού. Τα οικόσιτα προορίζονταν για τη σίτιση ενώ τα γαϊδούρια και οι καμήλες για να μεταφέρονται εφόδια. Υπολογίζεται ότι χρησιμοποιούνταν 20.000 ζώα για μεταφορές πολιορκητικών μηχανών, εργαλείων, πρώτων βοηθειών κλπ. Οι πηγές άντλησης τους ήταν εύφορες περιοχές όπως Μακεδονία, Θεσσαλία, Συμμαχία Κορίνθου, Θράκη, Παίονες και Αγριάνες. Επιπρόσθετα, οι επιδρομές στο Δούναβη είχαν εφοδιάσει τους Μακεδόνες με σημαντικό αριθμό σκυθικών αλόγων. Η διατροφή των αλόγων απαιτούσε δέκα λίβρες άχυρο ή χόρτο, δέκα λίβρες σιτάρι και οχτώ γαλόνια νερό την ημέρα. Τα άλογα του ιππικού, πρέπει να πούμε ότι χρησιμοποιούνταν για τη μεταφορά των ιππέων και του εξοπλισμού τους και όχι για μεταφορά εφοδίων.

  Όσον αφορά τέλος το ελαφρύ ιππικό αποτελείτο από πέντε ίλες λογχοφόρων, εκ των οποίων οι τέσσερις Προδρόμων Μακεδόνων και η μία Παιόνων. Υφίστατο και ένας απροσδιόριστος αριθμός ψιλών ιππέων από Παίονες, Θράκες και Αγριάνες. Οι Αγριάνες μάλιστα επεδείκνυαν μεγάλη δεξιοσύνη. Το ελαφρύ ιππικό ήταν αχώριστο από το βαρύ.

-Ο Παύλος Παπαδόπουλος γεννήθηκε το 1978 στη Δράμα, μεγάλωσε στις Σέρρες και έζησε στην Αθήνα και τη Θεσσαλονίκη. Από το 1996 εργάζεται στο δημόσιο σε διάφορες διοικητικές θέσεις. Είναι απόφοιτος της Σχολής Αξιωματικών της Ελληνικής Αστυνομίας, της Σχολής Αστυφυλάκων της Αστυνομικής Ακαδημίας, της Σχολής Επιμόρφωσης και μετεκπαίδευσης ΕΛ.ΑΣ., και της Σχολής Ελληνικού Πολιτισμού, του Τμήματος Ανθρωπιστικών. Σπουδών του Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου. Μιλάει Αγγλικά και Γερμανικά.

 

ΚΑΛΕ ΓΚΡΟΤΟ – Εκεί όπου ο Ελληνισμός άγγιξε τον ορίζοντά του⚔️

📸Φωτογραφία ντοκουμέντο, σταθμός επιδέσεως τραυματιών της V Μεραρχίας στην τιτανομαχία του Καλέ Γκρότο, ενός μακρόστενου ορεινού και βραχώδους «τείχους» μήκους 7 χιλιομέτρων και ύψους 1.500 μέτρων, τον Αύγουστο του 1921. Μια από τις πιο επικές μάχες στην ιστορία του έθνους μας. Πρόκειται για μαχητές του 43ου Συντάγματος Πεζικού. Κρήτες από την Ανατολική Κρήτη, κυρίως από το Ηράκλειο και το Λασίθι.

Στα τραχιά υψώματα του Καλέ Γκρότο, μέσα στην κάψα του μικρασιατικού Αυγούστου του 1921, ο Ελληνισμός άγγιξε το απόγειο της πορείας του  εκεί όπου το όραμα και η αντοχή συνάντησαν το πεπρωμένο.Μόλις έναν αιώνα μετά το 1821, από τα ερείπια της σκλαβιάς και τα πρώτα σκιρτήματα της ελευθερίας, ένα έθνος μικρό σε μέγεθος αλλά απέραντο σε ψυχή βρέθηκε πενήντα χιλιόμετρα έξω από την Άγκυρα, απειλώντας την καρδιά της άλλοτε πανίσχυρης Οθωμανικής Αυτοκρατορίας.

Ήταν το θαύμα της ελληνικής "αναγέννησης" μια πορεία που ξεκίνησε από τα καμένα χωριά της Ρούμελης και τα μοναστήρια του Μοριά και έφτασε ως τα υψώματα του Σαγγαρίου.

Εκεί, το 43ο Σύνταγμα Πεζικού, με διοικητή τον Αντισυνταγματάρχη Δημήτριο Νικολοδήμο, και μαζί του άνδρες απλοί, παιδιά της Ελλάδας από κάθε γωνιά της, ανέβηκαν τις βραχώδεις πλαγιές του Καλέ Γκρότο, υπό πυρ και σίδερο.

Με λόγχη και ψυχή εκδίωξαν τους Τούρκους από τις θέσεις τους και ύψωσαν στα 1.483 μέτρα του Ουλού Νταγ τη σημαία της Ελλάδος.

Η νίκη τους πληρώθηκε ακριβά, εκατοντάδες νεκροί και τραυματίες, ανάμεσά τους και ο ηρωικός Ταγματάρχης Αντώνιος Ρίτσας.

Μα η δόξα εκείνη δεν έσβησε ποτέ.

Το Καλέ Γκρότο δεν ήταν απλώς μια μάχη. Ήταν το ύστατο άλμα του Ελληνισμού προς το άπιαστο όνειρο η στιγμή που η ιστορία φάνηκε να ανασαίνει ξανά αρχαίο μεγαλείο.

Από το Μεσολόγγι και τη Χίο, ως τα βουνά της Ηπείρου,της Μακεδονίας και την λεβεντογέννα Κρήτη, το έθνος αυτό πορεύτηκε μέσα σε έναν αιώνα πολέμων και θυσιών,κι όμως, κατάφερε να σταθεί εκεί, στην κορυφογραμμή της Ιστορίας, να κοιτάξει πέρα, προς την Άγκυρα τόσο κοντά, κι όμως τόσο μακριά.

Αν δεν είχαν μεσολαβήσει τα τραγικά λάθη, οι διχόνοιες, η έπαρση και η τύφλωση των ισχυρών, ίσως το όνειρο να είχε γίνει πραγματικότητα.

Ίσως η Ελλάδα να είχε σφραγίσει την τύχη της Ανατολής. Μα και πάλι, εκείνοι που έπεσαν στα βράχια του Καλέ Γκρότο δεν ηττήθηκαν γιατί δεν υπάρχει ήττα, όταν το αίμα ποτίζει το χώμα της ιστορίας με πίστη και τιμή.

Σήμερα, κοιτάζοντας πίσω σ’ εκείνη τη μάχη, δεν βλέπουμε μόνο μια πολεμική επιτυχία

βλέπουμε την απόδειξη του τι μπορεί να κατορθώσει το ελληνικό πνεύμα, όταν είναι ενωμένο και αποφασισμένο .Σε λιγότερο από εκατό χρόνια, από υποδούλοι γίναμε νικητές από ραγιάδες απελευθερωτές από την απόλυτη σιωπή   κραυγή που έφτασε ως την καρδιά της Ασίας.

Ας θυμόμαστε, λοιπόν, τους ήρωες του Καλέ Γκρότο όχι μόνο για τη νίκη τους, αλλά για το μήνυμα που άφησαν πίσω τους γραμμένο με το ίδιο τους το αίμα.Ο Ελληνισμός δεν μετριέται με γεωγραφικά όρια, αλλά με το ύψος των θυσιών του και όσο υπάρχουν Έλληνες που πιστεύουν, θυμούνται και τιμούν, τόσο τα υψώματα εκείνα  θα μένουν άπαρτα!!

✍ Στυλ. Καβάζης

Ο Φαραώ Ραμσής Β

 Φιλοδοξώντας να αποκαταστήσει την αιγυπτιακή κυριαρχία στα εκτεταμένα σύνορα μέχρι τον Ευφράτη που απολάμβανε επί της ένδοξης βασιλείας του ηγεμόνα Τούθμωσι Γ' (1504-1450 π.Χ), ο Φαραώ Ραμσής Β' (1279–1213 π.Χ) συγκέντρωσε την άνοιξη του 1274 π.Χ τα στρατεύματά του στην πρωτεύουσα Πι-Ραμσή για ακόμα μία εκστρατεία στην σημερινή κεντρική Συρία. Στόχος του η συριακή πόλη του Καντές που είχε αποσκιρτήσει στους μισητούς Χιττίτες του βασιλιά Μουβατάλλι Β' (1295–1272 π.Χ), ο οποίος έχοντας ως κέντρο ισχύος του την πόλη Χαττούσα στην κεντρική Μικρά Ασία κυριαρχούσε ήδη στην βόρεια Συρία και φιλοδοξούσε να επεκταθεί προς νότο.

Οι δυνάμεις που συγκέντρωσε ο Ραμσής ήταν πράγματι εντυπωσιακές και ενδεικτικές της ισχύος του οργανωμένου σε μόνιμη βάση αιγυπτιακού στρατού του Νέου Βασιλείου: Αποτελούνταν από τέσσερις "μεραρχίες", η καθεμία εγκατεστημένη σε μία πόλη του βασιλείου: Το σώμα του Σετ με έδρα την Πι-Ραμσή, το σώμα του Πταχ που ερχόταν από την Μέμφιδα, το σώμα του Άμμωνα από τις Θήβες και το σώμα του Ρα από την Ηλιούπολη. Αυτόν τον στρατό των γηγενών Αιγυπτίων, που περιελάμβανε πεζικό, τοξότες και περίπου 2.000-2.500 ελαφρά άρματα επανδρωμένα με έναν ηνίοχο και έναν τοξότη, πλαισίωναν πολυάριθμα σώματα βοηθητικών συμμάχων και μισθοφόρων: Βαριά οπλισμένοι ξιφομάχοι Σαρντάνα (Σαρδηνοί;), μαύροι Νούβιοι τοξότες από το σημερινό Σουδάν, Λίβυοι πεζοί, μισθοφόροι νομάδες Μετζάι, φυλές βεδουίνων από το Σινά και Σύριοι αρματηλάτες και πεζικάριοι από τα υποτελή στην Αίγυπτο βασίλεια της νότιας Συρίας. Όλοι αυτοί αποτελούσαν ένα συνεκτικό στράτευμα περίπου 20.000 ανδρών, μια εξαιρετικά μεγάλη δύναμη με τα μέτρα της εποχής.

Τον χιττιτικό στρατό του βασιλιά Μουβατάλλι Β' που είχε συγκεντρωθεί βορειοδυτικά του Καντές συγκροτούσε ένα πολύγλωσσο σύνολο 27.000 πολεμιστών από ένα μωσαϊκό εθνοτήτων: Βασιλικά στρατεύματα από την Χάττι (άρματα και πεζικό) και στρατιώτες του πρίγκιπα της Νίσας από την κεντρική Μικρά Ασία. Μισθοφόροι από την Ναχρίνα (παλαιό κράτος Μιτάννι) στην βορειοδυτική Μεσοποταμία. Δυτικομικρασιάτες Λούβιοι υποτελείς από την Μάσα (κλασική Μυσία), την Αρζάβα (συνομοσπονδία φυλών και πόλεων-κρατών πέριξ των ποταμών Μαιάνδρου και Καϋστρου), την Πιτάσσα (ανατολικά της Αρζάβα), την Καρκίσα (Καρία) και την Λούκκα (Λυκία). Άντρες από την Βιλούσα (ομηρικό Ίλιον) σταλμένοι από τον βασιλιά τους Alaksandu (Aλέξανδρος;), Δάρδανοι και Mushki (πρωτο-Φρύγες;) από την βορειοδυτική Μικρά Ασία. Πολεμιστές από τις φυλές των Αραβάνα και των Κάσκα στις ακτές της Μαύρης Θάλασσας. Στρατιώτες από την Κιτσουβάτνα (κλασική Κιλικία) και Σύριοι από την Ουγκαρίτ, το Κάρχεμις, το Καντές και την Χάλμπα (Χαλέπι). Δύναμη κρούσης του χιττιτικού στρατού ήταν τα 3.500 βαριά άρματά του με πλήρωμα ενός ηνιόχου, ενός ασπιδοφόρου κι ενός πολεμιστή-λογχοφόρου. 

Τα αιγυπτιακά στρατεύματα αναχώρησαν από την Αίγυπτο ακολουθώντας την συνηθισμένη παράκτια οδό προς την Γάζα. Εκεί ο Ραμσής χώρισε τον στρατό του σε δύο άνισα σώματα: Ένα σώμα επιλέκτων (Nε'αρίμ) θα ακολουθούσε την παράκτια οδό εξασφαλίζοντας τις παραθαλάσσιες πόλεις της Χαναάν και την χώρα Αμορρού (σημερινή παραλιακή Συρία). Στην συνέχεια θα στρεφόταν προς το εσωτερικό της χώρας για να συναντήσει τον Ραμσή έξω από το Καντές. Στο μεταξύ ο ίδιος ο Φαραώ επικεφαλής του κύριου στρατού θα ακολουθούσε την μεσόγεια οδό προς βορρά, διαμέσου της κοιλάδας Μπεκάα (σημερινός Λίβανος), και προς την κορυφογραμμή του Καντές, από όπου μπορούσε να εποπτεύει την ομώνυμη πόλη που βρισκόταν "κουρνιασμένη" στην αριστερή όχθη του ποταμού Ορόντη. Αφού έφτασε εκεί στα τέλη Απριλίου, έλαβε πληροφόρηση από αυτόμολους της φυλής βεδουίνων Σασού ότι ο χιττικός στρατός είχε αναδιπλωθεί βόρεια προς το Χαλέπι εγκαταλείποντας το Καντές.

Θεωρώντας την ευκαιρία μοναδική για να πάει χαμένη και αμελώντας να στείλει δικούς του ανιχνευτές για να επιβεβαιώσει την πληροφορία, ο Ραμσής αναχώρησε άμεσα προς βορρά σε αναζήτηση του εχθρού. Μαζί του είχε την προσωπική του φρουρά και την μεραρχία του Άμμωνα, ενώ οι μεραρχίες Ρα, Πταχ και Σετ ακολουθούσαν κατά πόδας. Πράγματι, αφού διέσχισε την νότια καμπή του ποταμού Ορόντη, ανακάλυψε βορειοδυτικά της πόλης του Καντές το εγκαταλελειμμένο χιττιτικό στρατόπεδο. Οι πληροφορίες των βεδουίνων αυτόμολων φαίνονταν να επιβεβαιώνονται. Στην πραγματικότητα όμως, ο χιττιτικός στρατός ανέμενε τους Αιγύπτιους αθέατος στην ανατολική όχθη του Ορόντη, με τον πανούργο Μουβατάλλι να έχει τους Αιγυπτίους όπως ακριβώς ήθελε: Ενώ ο Ραμσής με την σωματοφυλακή του και την μεραρχία του Άμμωνα ετοιμάζονταν για στρατοπέδευση, οι Αιγύπτιοι της μεραρχίας Ρα ακολουθούσαν ανύποπτοι, ενώ η μεραρχία Πταχ διερχόταν -επίσης χωρίς να έχει αντιληφθεί τίποτα- τον ποταμό. Σύντομα, 1.000 βαρέα άρματα των Χιττιτών άρχισαν να διέρχονται τον Ορόντη και να ξεχύνονται στην σκονισμένη πεδιάδα.

Η επίθεση των χιττιτικών αρμάτων πλευροκόπησε την μεραρχία Ρα ενώ βρισκόταν ακόμα σε διάταξη πορείας και κυριολεκτικά την σάρωσε, με μόνο λίγα τμήματά της να καταφέρνουν να απαγκιστρωθούν μαζί με τους δύο γιους του Ραμσή και να καταφεύγουν στο αιγυπτιακό στρατόπεδο. Κατόπιν οι Χιττίτες αρματηλάτες στράφηκαν προς βορρά για να κονιορτοποιήσουν τον Ραμσή και τους άντρες της μεραρχίας του Άμμωνα στο στρατόπεδό τους. Η στιγμή αυτή ήταν η πιο κομβική της μάχης και ο Φαραώ βρέθηκε σύντομα να δίνει έναν απελπισμένο αγώνα για την ίδια του την ζωή. Μια ολόκληρη μεραρχία του αιγυπτιακού στρατού είχε διαλυθεί, το σώμα Πταχ συνέχιζε την πορεία του ανύποπτο και το σώμα Σετ βρισκόταν ακόμα στην νότια όχθη του Ορόντη. Σύμφωνα με την αφήγηση των γεγονότων από τον ίδιο τον Ραμσή όπως αυτή καταγράφηκε σε επιγραφή στο Ραμσείο στις Θήβες, απελπισμένος ο Αιγύπτιος Φαραώ απευθύνθηκε στον θεό-προστάτη του τον Άμμωνα:

"[...] Κάνω έκκληση σε εσένα πατέρα μου Άμμωνα. Περιβάλλομαι από ξένους που δεν γνωρίζω. Όλα τα κράτη ενώθηκαν εναντίον μου και είμαι τελείως μόνος. Οι στρατιώτες μου με εγκατέλειψαν και κανένας από τους ηνιόχους μου δεν νοιάζεται για μένα. Κάνω έκκληση και δηλώνω πως ο Άμμωνας αξίζει για μένα περισσότερο και από ένα εκατομμύριο στρατιώτες και εκατοντάδες χιλιάδες αρματομάχους και δεκάδες χιλιάδες αδερφούς και παιδιά, ακόμα και αν ομονοούσαν όλοι μεταξύ τους".

Σε αυτήν την κρίσιμη καμπή της μάχης, όπου οι Χιττίτες είχαν εισέλθει και λεηλατούσαν το αιγυπτιακό στρατόπεδο και ο Ραμσής μαχόταν περικυκλωμένος από τους εχθρούς του, έφτασε αναπάντεχα από την ακτή σαν "από μηχανής" θεός το επίλεκτο σώμα των Νε'αρίμ με τους πεπειραμένους διοικητές του, οι οποίοι αμέσως οργάνωσαν την αντεπίθεση διασπώντας τον ασφυκτικό κλοιό γύρω από τον Φαραώ. Βροχές από βέλη αποδεκάτισαν τους Χιττίτες αρματηλάτες, η πειθαρχία των οποίων άλλωστε είχε χαλαρώσει μπροστά στην επικείμενη νίκη και την λαχτάρα για αρπαγή των πλούσιων αιγυπτιακών λαφύρων. Ο Μουβατάλλις, που παρατηρούσε την σύγκρουση από την αντίπερα όχθη, έδωσε εντολή σε ακόμα 1.000 άρματα να διασχίσουν τον ποταμό και να επιτεθούν στους Αιγυπτίους. Όμως η ορμητική αντεπίθεση του Ραμσή και των επιλέκτων από την μια και η άφιξη της εμπροσθοφυλακής της μεραρχίας Πταχ από την άλλη τα συνέτριψαν. Βρισκόμενα μεταξύ σφύρας και άκμονος τα άρματα των Χιττιτών άρχισαν να υποχωρούν σε κατάσταση σύγχυσης προς τον ποταμό μετατρέποντας την υποχώρηση σε σφαγή:

"[...]Ο ιπποκόμος του Μουβατάλλι, ο αρχηγός του πεζικού και των αρμάτων του, ο αρχιευνούχος και ο Χλεπσαρού, ο επίσημος ιστοριογράφος του, πνίγηκαν. Οι ηνίοχοί του, ο Ταρκουμενές και ο Πεγιές, ο Τεντέρ ο αρχηγός της σωματοφυλακής του, ο Κεμυές ο διοικητής των επιλέκτων, ο Ατζέμ ο αρχηγός των βοηθητικών και άλλοι σπουδαίοι έπεσαν τρυπημένοι από τα βέλη. Πολλά τάγματα έπεσαν στον Ορόντη για να σωθούν κολυμπώντας, αλλά αποδεκατίστηκαν. Ο Μιζραίμ, αδελφός του Μουβατάλλι, διασώθηκε στην άλλη όχθη, ο πρίγκιπας της Νίσας όμως πνίγηκε. Τη γενική πανωλεθρία των συμμάχων πρόλαβε μια έξοδος της φρουράς του Καντές, χάρη στην οποία τραυματίες και φυγάδες διασώθηκαν μέσα στα τείχη της".

Η μέρα τελείωσε με τακτική νίκη των Αιγυπτίων, αφού παρέμειναν κύριοι του πεδίου της μάχης. Παρά τις βαριές απώλειες όμως που είχαν υποστεί τα άρματα των Χιττιτών, το πεζικό τους παρέμενε ακόμα άθικτο και αξιόμαχο, ενώ οι Αιγύπτιοι είχαν απωλέσει το ένα τέταρτο του στρατεύματός τους και μεγάλο μέρος των εφοδίων τους είχε καταστραφεί ή λεηλατηθεί. Υπό αυτές τις συνθήκες τα όποια σχέδια για επανάληψη της σύγκρουσης την επόμενη μέρα ή οργάνωσης πολιορκίας ήταν καταδικασμένα σε αποτυχία. Έτσι, ενώ ο Ραμσής ετοιμαζόταν να δώσει το σύνθημα για επιστροφή στην Αίγυπτο, έφτασε στο αιγυπτιακό στρατόπεδο αντιπροσωπεία του Μουβατάλλι με προτάσεις περί ανανέωσης της συνθήκης ειρήνης με τους όρους που ίσχυαν πριν τον πόλεμο: Οι Χιττίτες θα κρατούσαν το Αμούρρου και το Καντές, ενώ οι Αιγύπτιοι την παράλια χώρα μέχρι την πόλη Σίμυρα. Παρότι οι όροι δεν ήταν της αρεσκείας του, ο Φαραώ αποφάσισε να υποχωρήσει και να επιστρέψει στην Αίγυπτο. Αν και οι Χιττίτες μάτωσαν πολύ κατά την διάρκεια της μάχης, χάνοντας μεταξύ άλλων και πολλούς αριστοκράτες τους, ο ηγέτης τους είχε πετύχει τον σκοπό του. Η προέλαση των Αιγυπτίων είχε σταματήσει και ο ίδιος δεν είχε χάσει ούτε ένα μέτρο γης.

Οι σχέσεις των δύο αρχαίων υπερδυνάμεων θα εξομαλύνονταν οριστικά με την άνοδο στον θρόνο της Χάττι του βασιλιά Χαττουσίλι  Γ' (1267-1237 π.X), με τον Ραμσή Β' να λαμβάνει ως σύζυγο το 1245 π.Χ την πρωτότοκη κόρη του Χιττίτη ηγεμόνα. Θα παρέμεναν ειρηνικές μέχρι την κατάρρευση του χιττιτικού κράτους το 1190 π.Χ.

Εικόνα 1. Bαρύ χιττιτικό άρμα επιτίθεται σε αιγυπτιακό σώμα στρατού. Ευδιάκριτες είναι επίσης οι επιμέρους εθνότητες (από δεξιά προς τα αριστερά): Λίβυοι τοξότες, Νούβιοι τοξότες και Αιγύτιοι πεζοί.

Εικόνα 2. Σχεδιάγραμμα της μάχης.

Εικόνα 3. Χάρτης της έκτασης των δύο αυτοκρατοριών.