שנאי הוא מכשיר הממיר מתח AC, זרם ועכבה. עקרון העבודה של שנאי הוא שזהו מכשיר חשמלי סטטי המיוצר על ידי עקרון האינדוקציה האלקטרומגנטית. יש הרבה סיווגים שלו. על פי הפונקציות הלא נפוצות שלו, ניתן לחלק אותו לשנאי כוח דופק, שנאי תדר ביניים, שנאי טריגר, שנאי מיגון וכו'.
שנאי הוא מכשיר חשמלי המעביר אנרגיה חשמלית או מעביר אותות ממעגל אחד למעגל אחר על ידי שימוש בעקרון האינדוקציה האלקטרומגנטית. זהו מרכיב חשוב להעברת אנרגיה חשמלית או העברת אותות. שנאי הוא מכשיר הממיר מתח AC, זרם ועכבה. כאשר זרם AC זורם דרך הסליל הראשוני, נוצר שטף מגנטי AC בליבת הברזל (או הליבה המגנטית), כך שמתח (או זרם) מושרה בסליל המשני. שנאי מורכב מליבת ברזל (או ליבה מגנטית) וסליל. לסליל יש שתי פיתולים או יותר, מתוכם הפיתול המחובר לאספקת החשמל נקרא סליל ראשי, והפיתולים הנותרים נקראים סלילים משניים.
1. טמפרטורה מותרת
כאשר השנאי פועל, הסליל וליבת הברזל שלו מייצרים אובדן נחושת ואובדן ברזל. הפסדים אלו מומרים לאנרגיית חום, מה שגורם לטמפרטורה של ליבת הברזל והסליל של השנאי לעלות. אם הטמפרטורה עולה על הערך המותר במשך זמן רב, הבידוד יאבד בהדרגה את הגמישות המכנית ואת גילו.
הטמפרטורה של כל חלק של השנאי שונה במהלך הפעולה. הטמפרטורה של הסליל היא הגבוהה ביותר, ואחריה טמפרטורת הליבה. הטמפרטורה של שמן הבידוד נמוכה מזו של הסליל והליבה. טמפרטורת השמן העליונה של השנאי גבוהה מטמפרטורת השמן התחתונה. הטמפרטורה המותרת במהלך פעולת השנאי נבדקת בהתאם לטמפרטורת השמן העליונה. עבור שנאי בידוד מסוג A בפעולה רגילה, כאשר טמפרטורת האוויר הסביבתית היא עד 40 מעלות, טמפרטורת הפעולה המגבילה של מתפתל השנאי היא 105 מעלות. מכיוון שטמפרטורת הפיתול גבוהה ב-10 מעלות מטמפרטורת השמן, על מנת למנוע התדרדרות באיכות השמן, נקבע שטמפרטורת השמן העליונה של השנאי לא תעלה על 95 מעלות. בנסיבות רגילות, על מנת למנוע מהשמן המבודד להתחמצן יתר, טמפרטורת השמן העליונה לא תעלה על 85 מעלות. עבור שנאים המשתמשים בקירור מים בזרימת שמן מאולצת ובקירור אוויר, טמפרטורת השמן העליונה לא תעלה על 75 מעלות. (הערך המרבי המותר של טמפרטורת השמן העליונה של שנאי זה הוא 80 מעלות)
II. עליית טמפרטורה מותרת
רק ניטור טמפרטורת השמן העליונה במהלך פעולת השנאי אינו יכול להבטיח את הפעולה הבטוחה של השנאי. כמו כן, יש צורך לעקוב אחר הפרש הטמפרטורה בין טמפרטורת השמן העליונה לאוויר הקירור - כלומר, עליית הטמפרטורה. ההבדל בין טמפרטורת השנאי לטמפרטורת האוויר בסביבה נקרא עליית טמפרטורת השנאי. עבור שנאי בידוד מסוג A, כאשר טמפרטורת הסביבה המרבית היא 40 מעלות, התקן הלאומי קובע כי עליית טמפרטורת הפיתול היא 65 מעלות וטמפרטורת השמן העליונה מותרת לעלות ל-55 מעלות. כל עוד עליית טמפרטורת השנאי אינה עולה על הערך שצוין, ניתן להבטיח שהשנאי יפעל בבטחה בתוך חיי ההפעלה שצוינו תחת עומס מדורג. (השנאי יכול לפעול ברציפות במשך 20 שנה עם עומס מדורג במהלך פעולה רגילה)
III. קיבולת סבירה
בפעולה רגילה, עומס הכוח שנושא השנאי צריך להיות בסביבות 75-90% מהקיבולת הנקובת של השנאי.
IV. טווח זרם סביר
הזרם הלא מאוזן המרבי של המתח הנמוך של השנאי לא יעלה על 25% מהערך הנקוב; הטווח המותר של שינוי מתח אספקת החשמל של השנאי הוא פלוס מינוס 5% מהמתח הנקוב.
אם הוא חורג מטווח זה, יש להשתמש במתג הברז כדי להתאים את המתח לטווח שצוין. (יש לבצע התאמה בזמן הפסקת חשמל) ויסות מתח מושגת בדרך כלל על ידי שינוי מיקום הברז של הפיתול הראשי. המכשיר המחבר ומחליף את מצב הברז נקרא מחליף ברזים, שמתאים את יחס הטרנספורמציה על ידי שינוי מספר הסיבובים של פיתול המתח הגבוה של השנאי. למתח נמוך אין השפעה על השנאי עצמו, רק מקטין פלט מסוים, אך יש לו השפעה על ציוד חשמלי; המתח עולה, השטף המגנטי עולה, רוויית ליבת הברזל, אובדן ליבת הברזל עולה, וטמפרטורת השנאי עולה.
V. עומס יתר
עומס יתר מתחלק לעומס יתר רגיל ועומס יתר תאונה. עומס יתר רגיל נגרם כתוצאה מצריכת חשמל מוגברת של המשתמש בתנאי אספקת חשמל רגילים. זה יגביר את הטמפרטורה של השנאי, יגרום לבידוד השנאי להזדקן מהר יותר ולקצר את חיי השירות שלו. לכן, פעולת עומס יתר אינה מותרת בדרך כלל. במקרים מיוחדים ניתן להעמיס על השנאי לפרק זמן קצר, אך לא יעלה על 30% מהעומס הנקוב בחורף ו-15% מהעומס הנקוב בקיץ. כמו כן, יש לקבוע את כושר עומס היתר של השנאי על פי עליית הטמפרטורה של השנאי ותקנות היצרן.
כאשר מתרחשת תאונה במערכת החשמל או בתחנת המשנה של המשתמש, על מנת להבטיח אספקת חשמל רציפה לציוד חשוב, השנאי רשאי לפעול בעומס יתר לפרק זמן קצר, כלומר עומס יתר בתאונה. עומס יתר בתאונה יגרום לטמפרטורת הסליל לחרוג מהערך המותר, כך שהבידוד יזדקן מהר יותר מאשר בתנאים רגילים. עם זאת, הסיכוי לעומס יתר בתאונה קטן, ובאופן כללי השנאי בעומס נמוך ולכן עומס קצר יפגע בבידוד השנאי. יש ליישם את הזמן והמכפיל של עומס יתר בתאונה בהתאם לתקנות היצרן.