一种套叠式双转子变速恒频发电机，包括发电机本体，其中发电机的永磁内转子通过副传动轴传动、呈相对定子旋转的构造装置在发电机主体机壳内；发电机的环形转子通过主传动轴传动，该环形转子呈环抱并可绕永磁内转子旋转的构造装置，且该环形转子呈相对定子旋转的构造配置；发电机定子与环形转子匹配设置；将借由副风轮传动的副传动轴与借由主风轮传动的主传动轴成可相互转动的联结方式同轴安装、由副传动轴将副风轮的动力传递给永磁内转子。本案采用无刷双馈电机转子和旋转永磁内转子双转子套叠结构，实现机组变速恒频励磁运行，相当同容量单转子发电机极对数至少减少1/3，从而缩短发电机直径，方便运输、降低机组重量。