電動機在實際運行中，如拖動生產機械進行工作過程中，若機械出現不正常的情況或電路異常使電動機遇到過載，則電動機轉速下降、繞組中的電流將增大，使電動機的繞組溫度升高。若過載電流不大且過載的時間較短，電動機繞組不超過允許溫升，這種過載是允許的。但若過載時間長，過載電流大，電動機繞組的溫升就會超過允許值，使電動機繞組老化，縮短電動機的使用壽命，嚴重時甚至會使電動機繞組燒毀。所以，這種過載是電動機不能承受的。熱繼電器就是利用電流的熱效應原理，在出現電動機不能承受的過載時切斷電動機電路，為電動機提供過載保護的保護電器。
使用熱繼電器對電動機進行過載保護時，將熱元件與電動機的定子繞組串聯，將熱繼電器的常閉觸頭串聯在交流接觸器的電磁線圈的控制電路中，并調節整定電流調節旋鈕，使人字形撥桿與推桿相距一適當距離。當電動機正常工作時，通過熱元件的電流即為電動機的額定電流，熱元件發熱，雙金屬片受熱后彎曲，使推桿剛好與人字形撥桿接觸，而又不能推動人字形撥桿。常閉觸頭處于閉合狀態，交流接觸器保持吸合，電動機正常運行。
若電動機出現過載情況，繞組中電流增大，通過熱繼電器元件中的電流增大使雙金屬片溫度升得更高，彎曲程度加大，推動人字形撥桿，人字形撥桿推動常閉觸頭，使觸頭斷開而斷開交流接觸器線圈電路，使接觸器釋放、切斷電動機的電源，電動機停車而得到保護。
熱繼電器其它部分的作用如下：人字形撥桿的左臂也用雙金屬片制成，當環境溫度發生變化時，主電路中的雙金屬片會產生一定的變形彎曲，這時人字形撥桿的左臂也會發生同方向的變形彎曲，從而使人字形撥桿與推桿之間的距離基本保持不變，保證熱繼電器動作的準確性。這種作用稱溫度補償作用。
螺釘8是常閉觸頭復位方式調節螺釘。當螺釘位置靠左時，電動機過載后，常閉觸頭斷開，電動機停車后，熱繼電器雙金屬片冷卻復位。常閉觸頭的動觸頭在彈簧的作用下會自動復位。此時熱繼電器為自動復位狀態。將螺釘逆時針旋轉向右調到一定位置時，若這時電動機過載，熱繼電器的常閉觸頭斷開。其動觸頭將擺到右側一新的平衡位置。電動機斷電停車后，動觸頭不能復位。必須按動復位按鈕后動觸頭方能復位。此時熱繼電器為手動復位狀態。若電動機過載是故障性的，為了避免再次輕易地起動電動機，熱繼電器宜采用手動復位方式。若要將熱繼電器由手動復位方式調至自動復位方式，只需將復位調節螺釘順時針旋進至適當位置即可。
熱繼電器怎么選擇呢？以下將為你一一解答
（1）類型選擇
一般情況下，可選用兩相結構的熱繼電器，但當三相電壓的均衡性較差，工作環境惡劣或無人看管的電動機，宜選用三相結構的熱繼電器。對于三角形接線的電動機，應選用帶斷相保護裝置的熱繼電器。
（2）熱繼電器額定電流選擇
熱繼電器的額定電流應大于電動機額定電流。然后根據該額定電流來選擇熱繼電器的型號。
（3）熱元件額定電流的選擇和整定
熱元件的額定電流應略大于電動機額定電流。當電動機啟動電流為其額定電流的6倍及啟動時間不超過5S時，熱無件的整定電流調節到等于電動機的額定電流；當電動機的啟動時間較長、拖動沖擊性負載或不允許停車時，熱元件整定電流調節到電動機額定電流的1.1-1.15倍。
熱繼電器是利用電流熱效應原理制成的一種保護用繼電器，廣泛地用于電動機的過載保護。如何合理地選擇與使用熱繼電器，是一個老話題，但目前很多單位因不合 理選擇與使用熱繼電器而造成電動機燒毀的事故仍時有發生。因此，筆者提醒初接觸者，對于熱繼電器的選擇與使用除了遵守一般的規定外，還應注意以下幾點：
1. 繼電器的規格與安裝位置的關系
對于星/三角控制位置不同，選用的熱繼電器的規格也不一樣。如圖1，選用的熱繼電器電流整定值與被保護電動機的額定電流值相等。而圖2中，選用的熱繼電器電流的整定值應是被保護電動機額定電流值的1/Ö3。
2. 復位形式
熱繼電器一般都具有手動復位和自動復位兩種復位形式。這兩種復位形式的轉換，可借助復位螺釘的調節來完成，熱繼電器出廠時，生產廠家一般設定成自動復位狀 態。在使用時，熱繼電器應設定成手動復位狀態還是自動復位狀態要根據控制回路的具體情況而定。一般情況下，應遵循熱繼電器保護動作后即使熱繼電器自動復 位，被保護的電動機都不應自動再起動的原則，否則應將熱繼電器整定為手動復位狀態。這是為了防止電動機在故障未被消除而多次重復再起動損壞設備。例如：一 般采用按鈕控制的手動起動和手動停止的控制電路，熱繼電器可設定成自動復位形式；采用自動元件控制的自動起動電路應將熱繼電器設定為手動復位形式。
3. 對于額定電流等級不同但熱元件調整范圍相同的熱繼電器的選用
例如，JR16系列的熱繼電器，在額定電流為20A和60A兩個等級中，熱元件整定值都有14A ~ 16A的調整范圍，此時，應檢查熱繼電器使用的環境溫度和被保護電動機的環境溫度。當熱繼電器使用的環境溫度高于被保護電動機的環境溫度15℃以上時，應 使用大一號額定電流等級的熱繼電器；當熱繼電器使用的環境溫度低于被保護電動機的環境溫度15℃以下時，應使用小一號額定電流等級的熱繼電器。此外，也應 考慮到電動機的負載情況及熱繼電器可能需要的調整范圍。
4. 用于反復短時工作電動機的過載保護時整定電流的調整
在現場多次試驗、調整才能得到較可靠的保護。方法是先將熱繼電器的整定電流調到比電動機的額定電流略小，運行時如果發現其經常動作，再逐漸調大熱繼電器的整定值，直至滿足運行要求為止。
5. 連接導線的選擇
熱繼電器的連接導線過粗或太細也會影響熱繼電器的正常工作，因為連接導線的粗細不同使散熱量不同，會影響熱繼電器的電流熱效應。各種規格熱繼電器的連接導線的選用可按廠家的使用說明或查閱電工手冊。