自然条件下,由于风速梯度、地形地貌等客观因素的存在,风轮时刻处于偏航运行状态,偏航激振力诱发风轮不良振动,产生疲劳损坏;鉴于风力机是刚柔耦合的多体系统,风轮旋转引起塔架振动,塔架受风载、机组自重等因素的干扰也会影响风轮结构动态特性。在对风轮进行直接布点监测的过程中,风轮容易将布置在叶片上的传感器甩出,并且叶片容易与传感器连接线缠绕;在风力机行业中,对旋转运行状态下风轮结构动态特性进行实时监测、直接监测存在较大的困难。基于此,为了研究偏航下风轮与塔架振动特性之间的相关性,考虑能否在小型水平轴风力机塔架上布置合适的振动加速度传感器,通过分析其振动信号实现对风轮结构动态特性的间接监测。利用旋转遥测应力应变无线测试设备和振动测试分析系统分别对偏航状态下的叶片动态应变信号和塔架振动信号进行同步采集,对偏航下风轮与塔架振动特性之间的相关性进行实验研究,得出以下结论。动态测试中,采用谱分析的方法对偏航下塔架振动信号和风轮动态应变信号进行关联性分析,发现风力机的塔架振动频谱相关阶次振动波峰频率和风轮应变频谱中波峰频率存在一一对应的关系。偏航条件下,风轮旋转引起塔架振动。通过对塔架测点位置振动信号进行分析,结果表明:非共振工况下,风轮旋转诱发塔架振动,风轮旋转基频处塔架横向振动加速度值大于轴向,且在同一振动方向上偏航状态的塔架振动加速度值大于非偏航状态;在风轮圆盘效应频率处发生共振时,塔架横向的振动加速度值远远大于轴向,但随着偏航角的增加,这一特征逐渐减弱;在塔架一阶弯振频率处发生共振时,塔架轴向振动的加速度值大于横向,且随偏航情况的发生,塔架轴向振动加速度相对减小,横向振动加速度值相对增大。偏航条件下,处于不同工况的塔架振动对风轮的影响也不相同。通过对风轮动态应变信号进行频谱分析,得到不同工况下风轮旋转基频处径向应变变化规律:非共振工况下,较大偏航角条件的风轮叶片同一测点位置处径向应变值普遍大于较小偏航角条件;在风轮圆盘效应频率处发生共振时,通过对不同偏航角径向应变值作比较,发现在偏航角10°和25°处各测点位置径向应变值较大;在塔架一阶弯振频率处发生共振时,较大偏航角发生时,风轮径向测点位置应变值较大。通过实验测试的手段,对偏航下风轮与塔架振动特性关联性进行实验研究,同时从间接监测的角度出发,探索一种在塔架上布置振动加速度传感器来诊断偏航条件下风轮叶片结构动态特性的新方法,在工程应用中具有一定的指导意义。