熱繼電器是利用電流的熱效應原理工作的，用于電動機或其他電氣設備的過載保護或缺相保護的保護電器。但是由于熱繼電器中的發熱元件有熱慣性，在電路中不能做瞬時過載保護，更不能做短路保護，因此它不同于電流繼電器和熔斷器。下面將介紹熱繼電器的一些基本知識：
1.組成結構
它由發熱元件、雙金屬片、觸點及一套傳動和調整機構組成。發熱元件是一段阻值不大的電阻絲，串接在被保護電動機的主電路中。雙金屬片由兩種不同熱膨脹系數的金屬片輾壓而成。結構圖如圖1所示：
圖1 熱繼電器結構示意圖
圖中：1——電流調節凸輪，2——片簧(2a，2b)，3——手動復位按鈕，4——弓簧片，5——主金屬片，6——外導板，7——內導板，8——常閉靜觸點，9——動觸點，10——杠桿，11——常開靜觸點(復位調節螺釘)，12——補償雙金屬片，13——推桿，14——連桿，15——壓簧。
2.作用
主要用來對異步電動機進行過載保護，他的工作原理是過載電流通過熱元件后，使雙金屬片加熱彎曲去推動動作機構來帶動觸點動作，從而將電動機控制電路斷開實現電動機斷電停車，起到過載保護的作用。鑒于雙金屬片受熱彎曲過程中，熱量的傳遞需要較長的時間，因此，熱繼電器不能用作短路保護，而只能用作過載保護熱繼電器的過載保護。符號為FR，電路符號如圖2所示：
圖2 熱繼電器電路符號
3.工作原理
當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。
圖3 熱繼電器工作原理示意圖
4.保護功能
有些型號的熱繼電器還具有斷相保護功能，其結構示意圖如圖4所示：
圖4 差動式斷相保護裝置示意圖
熱繼電器的斷相保護功能是由內、外推桿組成的差動放大機構提供的。當電動機正常工作時，通過熱繼電器熱元件的電流正常，內外兩推桿均向前移至適當位置。當出現電源一相斷線而造成缺相時，該相電流為零，該相的雙金屬片冷卻復位，使內推桿向右移動，另兩相的雙金屬片因電流增大而彎曲程度增大，使外推桿更向左移動，由于差動放大作用，在出現斷相故障后很短的時間內就推動常閉觸頭使其斷開，使交流接觸器釋放，電動機斷電停車而得到保護。
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