當電動機電流超過其額定值時，為了充分利用電動機的過載能力，仍然允許電動機在一定時間內繼續工作，即允許短時過載。但是工作時間過長,當電動機繞組超過允許溫升時，絕緣老化程度劇增，縮短電機壽命，嚴重過載還會使繞組燒壞。因此，當電動機過載時，在電動機發熱到極限允許溫度之前，應使其脫離電源而停止工作，稱為過熱保護。過熱保護是通過熱繼電器來實現的，當電動機過敘時，熱繼電器雙金屬片受熱開始芎曲，經過一定時間彎曲到一定程度后，斷開其常閉觸頭RJ，使接觸器C線圈斷電，銜鐵釋放，主觸頭C打開，使電動機脫離電源而停止工作。為了達到電動機過熱保護的目的，對熱繼電器的動作要求如下：當電動機過載時，電動機溫度未達到允許溫度之前，繼電器要先工作，但是為了能充分利用電動機的過載能力，熱繼電器也不能過早動作，并且要求鼠籠式電動機連續起動時，熱繼電器不應動作。熱繼電器一般只適用于電動機長期運行的過熱保護。

        為此，廣東電機將拿長期運行的Y系列三相異步電機來做例子。在選擇熱繼電器時，只要選擇它的額足電流與電動機額定電流相等即可，它在電動機起動時不會誤動作。由于熱繼電器的雙金屬片受熱彎曲需要一定的時間，當短路電流流過時，熱繼電器來不及動作，而會造成嚴重后果，因此熱繼電器不能作短路保護用，必須與其它保護元件配合使用。單相運行保護是交流異步電動機的重要問題，實質上也是電動機的過熱保護。在額定負載下正常運行的交流電動機，由于某種原因使三相電源中的任一根斷線時，在電動機發熱條件允許的范頃內所能發出的轉矩很低，若此時電動機仍然拖動原有的額定負載運行時，電動機力圖發出大的轉矩來乎衡負載轉矩，此時轉子電流和額定電流均額過額定電流，電動機將嚴重過載而被燒壞。三相異步電機轉速低于旋轉磁場的原因當交流異步電動機發生單相運行時，為了防止電動機繞組過熱燒壞，應使電動機脫離電源，停止工作，這就是電動機的單相運行保護。線路是由熱繼電器RJ 來實現過熱保護的，同時也能實現單相運行保護。