Grundprincipen för induktionsvärmning har förståtts och tillämpats inom tillverkning sedan 1920-talet. Under andra världskriget utvecklades tekniken snabbt för att möta krigstidas krav på en snabb och tillförlitlig process för att härda metalldelar i motorer. På senare tid har fokus på lean manufacturing-tekniker och betoning på förbättrad kvalitetskontroll lett till en återupptäckt av induktionstekniken, tillsammans med utvecklingen av exakt styrda, heltäckande induktionsvärmningsströmförsörjningar.
Induktionsuppvärmning sker i ett elektriskt ledande föremål (inte nödvändigtvis magnetiskt stål) när objektet placeras i ett varierande magnetfält. Induktionsuppvärmning beror på hysteresen och virvelströmförlusterna.
Hysteresförluster förekommer endast i magnetiska material som stål, nickel och mycket få andra. Hysteresförlust anger att detta orsakas av friktion mellan molekyler när materialet magnetiseras först i en riktning och sedan i den andra. Molekylerna kan betraktas som små magneter som vänder med varje vändning av magnetfältets riktning. Arbete (energi) krävs för att vända dem. Energin omvandlas till värme. Graden av energiförbrukning (kraft) ökar med en ökad hastighet för reversering (frekvens).
Virvelströmsförluster inträffar i vilket ledande material som helst i ett varierande magnetfält. Detta orsakar riktning, även om materialen inte har några av de magnetiska egenskaper som vanligtvis förknippas med järn och stål. Exempel är koppar, mässing, aluminium, zirkonium, icke-magnetiskt rostfritt stål och uran. Virvelströmmar är elektriska strömmar som induceras av transformatorverkan i materialet. Som namnet antyder verkar de flyta runt i virvlar på virvlar inom en solid materialmassa. Virvelströmsförluster är mycket viktigare än hysteresförluster vid induktionsuppvärmning. Observera att induktionsuppvärmning tillämpas på icke-magnetiska material, där inga hysteresförluster uppstår.
För uppvärmning av stål för härdning, smide, smältning eller andra ändamål som kräver en temperatur över Curie-temperaturen kan vi inte förlita oss på hysteres. Stål förlorar sina magnetiska egenskaper över denna temperatur. När stål värms upp under Curie-punkten är bidraget från hysteres vanligtvis så litet att det kan ignoreras. I praktiken är I²R för virvelströmmarna det enda sättet på vilket elektrisk energi kan omvandlas till värme för induktionsuppvärmning.
Två grundläggande saker för induktionsuppvärmning:
- Ett förändrat magnetfält
- Ett elektriskt ledande material placerat i magnetfältet

HLQ-Broschyr induktionsuppvärmningsprincip