变频调速牵引电机是我国动车组九大关键技术之一,其稳定性和可靠性对于保障动车组的安全运行有着至关重要的意义。但变频调速牵引电机一般采用脉宽调制技术,致使匝间绝缘需要长期承受高频陡脉冲电应力,在高温、潮湿和剧烈的机械振动等环境应力综合作用下,其绝缘系统容易过早失效。聚酰亚胺（Polyimide,PI）因其优秀的电气、机械和耐高/低温性能而被广泛应用于变频调速牵引电机匝间绝缘材料。纳米改性是提升聚合物绝缘性能的重要手段,也是目前的研究热点。但现在关于氧化铝（Al₂O₃）粒径对PI薄膜绝缘性能影响的研究少有报道,因此,研究不同粒径氧化铝掺杂的PI/Al₂O₃复合薄膜绝缘性能有重要意义。本文制备了不同粒径Al₂O₃掺杂的PI/Al₂O₃复合薄膜,分析了 PI/Al₂O₃复合薄膜的结构特征,测试了在方波脉冲下薄膜的电气性能,并探索了 Al₂O₃粒径对PI/Al₂O₃复合薄膜耐电晕性能影响机理,主要研究工作如下:（1）基于原位聚合法制备了厚度可控和透光性良好的PI/Al₂O₃复合薄膜,运用扫描电镜（SEM）表征了氧化铝粒子的分散性;借助热失重分析（TGA）和电子万能材料试验机分别分析了复合薄膜的热稳定性和机械性能,并且通过X射线衍射证明了氧化铝粒子与聚酰亚胺基体之间的界面区域为无定型结构;（2）根据ASTM 2275 01标准制定的棒-板电极,对PI/Al₂O₃复合薄膜的起始放电电压（PDIV）、击穿场强和耐电晕性能进行了测试,并探索了温度和吸水两个因素对薄膜电气性能的影响规律,通过放电次数和放电幅值两个方面分析发现高能量放电对薄膜侵蚀起决定性作用。（3）借助SEM和红外光谱（FTIR）研究了电晕老化对PI/Al₂O₃复合薄膜物理结构和化学结构的影响,测试了老化过程中PI/AlI₂O₃复合薄膜表面电导率的变化规律,最后通过测试老化前和老化过程中薄膜的热刺激电流,分析了其陷阱密度和能级变化,探明了不同粒径氧化铝对PI/Al₂O₃复合薄膜耐电晕性能产生影响的物理、化学和电子阻挡效应。上述研究成果探明了氧化铝粒径对聚酰亚胺薄膜电气性能的影响规律和机理,对指导设计纳米改性聚酰亚胺薄膜、提升其绝缘性能有重要的科学意义。