本发明公开了一种惯量可扩展的调相机飞轮系统及使用方法，属于电机与电器技术领域。本发明系统，包括：调相机，所述调相机连接中频发电机，通过所述调相机运行带动中频发电机同步运行；中频发电机，所述中频发电机通过所述调相机的带动运行，产生三相交流电；飞轮电机及飞轮，所述飞轮电机通过所述中频发电机产生的三相交流电，驱动飞轮电机运行，通过飞轮电机的运行带动飞轮运行。本发明使用中频发电机代替高速变速器，以电气耦合取代机械连接实现飞轮转速的提升，所用技术成熟，传递效率和运行可靠性极高，且运行维护非常方便，非常适合工程应用。