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無論是什么原因導致電機故障，電機定子繞組都會過熱燒壞。所以，只要能防止電機繞組過熱，也能保護電機不被燒壞。但是在實際生產生活中，不同的電機絕緣和耐熱等級是不同的。三相異步電動機除了過熱保護外，一般還有短路保護和過流保護。
當電機電流超過其額定電流時，用戶為了充分利用電機的過載能力，一般會允許電機繼續工作一段時間，即在短時間內使電機過載。但過載運行時間過長，當電機繞組超過允許溫升時，會造成電機絕緣老化程度急劇增加，進而縮短電機壽命。嚴重過載也會燒壞電機繞組。因此，當電機過載時，在電機加熱到極限溫度之前停止電機，稱為過熱保護。
如果主電路中只有一個發熱元件，則無法保證電機的單相運行保護，因為當電機串聯發熱元件的單相電源斷開時，無法達到保護電機的目的。因此，均勻分布在熱繼電器中的兩個或三個加熱元件分別連接在電機定子的兩相和三相電路中。
對于需要長時間運行的電機，在選擇電機的熱繼電器時，只要選擇足夠的電流與電機的額定電流相匹配，電機啟動時就不會出現誤動作。電動機過熱保護實際上是單相運行保護，是交流異步電動機的一個重要問題。當電機在額定負載下正常運行時，當三相電源中的任何一個由于某種原因斷開時，在電機發熱條件的允許范圍內，可以發出的轉矩很低。如果此時電機仍在原額定負載下運行，則電機需要發出更多的扭矩來平衡負載扭矩。此時，電機的轉子電流和額定電流都超過了電機的額定電流，因此電機會嚴重過載而燒毀。
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