随着经济技术的发展，电动机作为最主要的电气设备在现代工农业中得到了广泛的应用。由于绝缘技术的发展，对电动机的设计在减小体积的情况下还要增加输出，导致电动机的热容量的减小，过载能力的减弱，使得电动机与过去相比却更加容易的烧毁。因为生产自动化的提高，使的电动机要经常进行频繁起动、制动和反转等，因此对电动机保护装置有了更高的要求。本文以异步电动机为研究对象，阐述了异步电动机散热和发热的原理，并对现有的电动机热过载保护模型进行分析，针对电流随负载和电网电压的变化而变化这一现象就行了分析和研究，提出了利用经典的二阶龙格-库塔建立了电动机的热积累数学动态模型。与现有的电动机过载保护模型相比较，本模型能更为准确的反映出电动机在电流变化下的运行状况。本装置在过载保护的基础上并同时具有对电动机的堵转、断相、三相电流不平衡、热过载、起动时间过长、电压等故障的保护。本文是采用PIC16F877单片机为核心进行了硬件系统和软件系统的设计，其中硬件系统包括数据采集电路、键盘显示电路和执行电路。软件系统则采用的是模块化程序设计，模块化编程具有独立性、相互性和通用性等优点。程序编写则采用的是C语言编程，C语言的层次清晰，使得模块化编程更加的易于编写，调试和维护。可以对电动机的状态进行实时的检测、显示和故障判断等功能。