熱繼電器的工作原理是電流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量，使有不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當(dāng)形變達(dá)到一定距離時，就推動連桿動作，使控制電路斷開，從而使接觸器失電，主電路斷開，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的過載保護(hù)。

熱繼電器是用于電動機(jī)或其它電氣設(shè)備、電氣線路的過載保護(hù)的保護(hù)電器。電動機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中，如拖動生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行工作過程中，若機(jī)械出現(xiàn)不正常的情況或電路異常使電動機(jī)遇到過載，則電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降、繞組中的電流將增大，使電動機(jī)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(jī)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(jī)繞組的溫升就會超過允許值，使電動機(jī)繞組老化，縮短電動機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時甚至?xí)闺妱訖C(jī)繞組燒毀。所以，這種過載是電動機(jī)不能承受的。熱繼電器就是利用電流的熱效應(yīng)原理，在出現(xiàn)電動機(jī)不能承受的過載時切斷電動機(jī)電路，為電動機(jī)提供過載保護(hù)的保護(hù)電器。

使用熱繼電器對電動機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)時，將熱元件與電動機(jī)的定子繞組串聯(lián)，將熱繼電器的常閉觸頭串聯(lián)在交流接觸器的電磁線圈的控制電路中，并調(diào)節(jié)整定電流調(diào)節(jié)旋鈕，使人字形撥桿與推桿相距一適當(dāng)距離。當(dāng)電動機(jī)正常工作時，通過熱元件的電流即為電動機(jī)的額定電流，熱元件發(fā)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(tài)，交流接觸器保持吸合，電動機(jī)正常運(yùn)行。

若電動機(jī)出現(xiàn)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(jī)的電源，電動機(jī)停車而得到保護(hù)。

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(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時，主電路中的雙金屬片會產(chǎn)生一定的變形彎曲，這時人字形撥桿的左臂也會發(fā)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(zhǔn)確性。這種作用稱溫度補(bǔ)償作用。

螺釘8是常閉觸頭復(fù)位方式調(diào)節(jié)螺釘。當(dāng)螺釘位置靠左時，電動機(jī)過載后，常閉觸頭斷開，電動機(jī)停車后，熱繼電器雙金屬片冷卻復(fù)位。常閉觸頭的動觸頭在彈簧的作用下會自動復(fù)位。此時熱繼電器為自動復(fù)位狀態(tài)。將螺釘逆時針旋轉(zhuǎn)向右調(diào)到一定位置時，若這時電動機(jī)過載，熱繼電器的常閉觸頭斷開。其動觸頭將擺到右側(cè)一新的平衡位置。電動機(jī)斷電停車后，動觸頭不能復(fù)位。必須按動復(fù)位按鈕后動觸頭方能復(fù)位。此時熱繼電器為手動復(fù)位狀態(tài)。若電動機(jī)過載是故障性的，為了避免再次輕易地起動電動機(jī)，熱繼電器宜采用手動復(fù)位方式。若要將熱繼電器由手動復(fù)位方式調(diào)至自動復(fù)位方式，只需將復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘順時針旋進(jìn)至適當(dāng)位置即可。