一种套叠双转子变速变频发电机励磁系统，其中，在发电机的副传动轴上配置相对定子旋转的永磁内转子；在发电机的主传动轴上配置相对定子旋转的环形转子；所述的环形转子由环抱永磁内转子的环形转子铁芯和与环形转子铁芯匹配结合的环形转子内侧绕组、环形转子外侧绕组组成；主风轮与副风轮分别配置调节桨距角的主风轮变桨距调节机构、副风轮变桨距调节机构，主、副风轮变桨距调节机构与机组集控装置以控制风轮变桨距调节机构变桨的方式联结；本案机组可实现变速变频运行、变桨距调节，额定风速以下本案双风轮发电机组较单风轮变速变频机组风能利用率有较大提高，无齿轮箱、可实现直驱，无滑环故障之担心，机组可靠性大大提高。