叶轮作为风力机的重要部件，对风力机组安全稳定运行影响很大，叶轮不平衡故障是叶轮的主要故障之一，特别是风力机的容量越来越大，叶轮直径越来越大，塔架高度也越高，该故障会引起风力机整体结构的巨大振动在各部件中造成疲劳应力进而影响到风力机的寿命。叶轮不平衡故障包括叶轮质量不平衡故障与气动力不对称故障，本文简述了这两种故障的成因，详细阐述了这两种故障是如何引起塔架振动及电功率波动的，指出质量不平衡故障状态下电功率的波动是由不平衡质量块的重力引起叶轮输出扭矩的波动造成的，而气动力不对称故障状态下，由于塔架的振动引起叶片所受气动力发生波动，进而引起扭矩的波动，最终导致了电功率的波动，即气动力模型与塔架振动模型是耦合的。本文基于matlab/simulink平台建立了包括定速型风力机与变速型双馈异步电机在正常状态与叶轮不平衡故障状态下的系统模型，其中采用了动量叶素理论计算叶轮所受气动力，假设模态方法计算塔架的振动，矢量控制方法实现变速型双馈异步电机的有功功率与无功功率的解耦控制，仿真得到了故障条件下的塔架振动信号与电功率信号，结果显示针对定速型风机，质量不平衡与气动力不对称分别会引起塔架side-to-side方向与for-aft方向的振动信号包含叶轮旋转的1倍频分量，另外这两者均会引起电功率信号中出现叶轮旋转的1倍频分量。针对变速型双馈异步电机，塔架的振动信号与定速型风力机相似，值得注意的是在叶轮转速变化过程中，转速频率接近塔架自身一阶固有频率时会发生共振，而电功率信号，与定速型风力机相比其包含的叶轮旋转1倍频分量则不明显，故障特征在其他电信号中可能会有所表现。