过载继电器分为热过载继电器和电子式过载继电器两种,被广泛应用于各种电动机保护电路。本文基于热过载继电器和电子式过载继电器的优缺点,设计了一种新型的热电混合式过载保护继电器,为电动机的故障保护和过载继电器的发展提供了新的思路。首先,本文基于JR36-20型过载继电器,设计了热电混合式过载保护继电器。该种继电器既可以实现对电动机的单相保护,也可以通过叠加使用实现对电动机的三相保护。又由于各相信号单独采集,该种继电器还能实现除热过载保护之外的缺相故障保护,如接地保护和断相保护。热电混合式过载保护继电器不仅将传统的三相热过载继电器拆解成三个独立的单元,而且将加热单元与脱扣单元分开,这样可以有效的避免各个单元温度场之间的相互影响。其次,利用ANSYS有限元仿真软件建立了热电混合式过载保护继电器的仿真模型,研究了该种继电器在不同的电流激励下的温度分布情况。并仿真分析了不同环境温度条件下热电混合式过载保护继电器温度分布情况,通过仿真结果,确定了该种继电器的允许温升。然后,建立了热电混合式过载保护继电器的等效热路模型,结合有限元仿真得出的热路参数,求出电路中电流的递推公式,并采用Matlab软件通过仿真验证了本文所推导的电流计算模型的正确性。由于能够计算出电动机稳定运行时的电流,为该种继电器可以实现多种形式的保护奠定了基础。最后,本文以STM32F103RBT6单片机为核心,设计了适用于热电混合式过载保护继电器的硬件电路,其硬件电路主要包括温度采集电路、数据存储电路、显示电路、执行电路等。对控制系统进行调试,通过控制脱扣装置可以实现对电动机的过载保护,同时能够实时显示电动机运行时的状态参数。