中国高速铁路正在向超高速(时速500km)方向发展,高速动车组普遍采用变频调速交流传动系统,变频调速牵引电机是高速动车组的九大关键技术之一。在超高速动车组运行工况下(高频陡脉冲电压的强电场和频繁短时热过冲的强温度场),现有绝缘系统难以满足实际需求,绝缘设计将面临更大的挑战。变频调速牵引电机目前采用的绝缘材料聚酰亚胺(PI)是一类主链带酰亚胺环的工程高分子材料,具有突出的介电性能、热力学性能和机械特性,在介电绝缘领域发挥了不可替代的作用。无机掺杂物对材料的影响机理的研究已经相对深入,但结构对于工频环境下PI膜电热性能的影响鲜有研究。研究结构对PI薄膜电热性能的影响,对延长变频电机的使用寿命具有重要作用。为了探究三层结构对PI薄膜电气特性的影响,改进原位聚合法,制备了三层结构(PI/A1203-PI-PI/A1203)聚酰亚胺纳米复合薄膜。观察了其微观材料特性。测试其介电频谱、热失重等材料性能,探究层间界面对PI薄膜电气及热性能影响。为了探究三层复合薄膜在电热联合老化作用下的耐电晕性能,模拟变频牵引电机工况环境,在高频陡脉冲和强温度场作用下对纯PI薄膜、单层PI/A1203复合薄膜和三层复合薄膜进行耐电晕试验,记录试样的寿命,测试试样的表面放电特性,介电频谱和红外光谱。最后,基于三层结构PI薄膜在在电热联合老化作用下的寿命数据,建立了三层复合薄膜电热联合老化寿命模型。为改性后的聚酰亚胺复合薄膜在电热联合作用下的寿命进行评估与预测。