在電機實際運行中，如拖動生產機械工作時，如果機械異常或電路異常，電機遇到過載，電機轉速會降低，繞組中的電流會增加，電機繞組溫度會升高。如果過載電流小，過載時間短，電機繞組不超過允許溫升，則允許這種過載。但如果過載時間長，過載電流大，電機繞組的溫升就會超過允許值，使電機繞組老化，縮短電機的使用壽命，嚴重時甚至會燒壞電機繞組。所以這種過載是電機無法承受的。熱繼電器是利用電流的熱效應原理，在電機出現不能承受的過載時，切斷電機電路，為電機提供過載保護的保護電器。

 

       當熱繼電器用于電機過載保護時，熱元件與電機的定子繞組串聯，熱繼電器的常閉觸點與交流接觸器的電磁線圈的控制電路串聯，調節整定電流調節旋鈕使人字變速桿與推桿有合適的距離。電機正常工作時，流過發熱元件的電流為電機的額定電流。當發熱元件發熱時，雙金屬受熱后彎曲，使推桿剛好接觸人字換擋桿，而不能推動人字換擋桿。常閉觸點處于閉合狀態，交流接觸器保持吸力，電機正常運行。

 

       如果電機過載，繞組中的電流會增加，通過熱繼電器元件中電流的增加，雙金屬的溫度會升高，彎曲程度增加，推動人字變速桿，推動常閉觸點，斷開交流接觸器的線圈電路，使接觸器釋放，切斷電機電源，電機停止時得到保護。

 

       熱繼電器其他部分的作用如下:人字換擋桿的左臂也是雙金屬材質。當環境溫度變化時，主電路中的雙金屬會發生一定程度的變形和彎曲，然后人字變速桿的左臂也會發生同方向的變形和彎曲，從而保持人字變速桿與推桿之間的距離基本不變，保證熱繼電器動作的準確性。這個動作叫做溫度補償。

 

       螺釘8是一個常閉觸點復位調整螺釘。當螺釘位置在左側時，常閉觸點在電機過載后斷開，熱繼電器的雙金屬在電機停止后冷卻復位。常閉動觸頭在彈簧的作用下會自動復位。此時，熱繼電器處于自動復位狀態。當螺釘逆時針向右旋轉到一定位置時，如果這時電機過載，熱繼電器的常閉觸點就會斷開。其移動觸點將位于右側新的平衡位置。電機停機后，動觸頭不能復位。在可動觸點復位之前，必須按下復位按鈕。此時，熱繼電器被手動復位。如果電機過載故障，為了避免輕易再次啟動電機，熱繼電器應手動復位。要將熱繼電器從手動復位模式調整到自動復位模式，只需將復位調整螺釘順時針擰到適當的位置。