变频牵引电机作为高速动车组核心设备之一,采用脉冲宽度调制技术（PWM）进行调速,聚酰亚胺薄膜因其优异的电气性能被广泛应用于电机匝间绝缘,在高频陡脉冲的作用下,由于电机绕组端部过电压以及匝间绝缘气隙处可能产生的局部放电会加剧薄膜老化速率,导致其绝缘性能过早失效,最终会影响列车安全稳定运行。在薄膜中掺杂无机纳米粒子可以提高其绝缘性能,但随着高速列车速度的提升,变频牵引电机功率增大,研究一种更加经济、便捷的方法提高变频牵引电机匝间绝缘性能对高速列车运行的安全性和可靠性具有重要意义。本文利用等离子体处理对PI薄膜和PI/Al₂O₃纳米复合薄膜进行了表面改性,并对薄膜表面改性后的结构特征进行了分析,测试了薄膜等离子体改性后的电气性能,并对薄膜等离子体改性后的陷阱分布特性进行了计算分析,从而探究了等离子体处理对薄膜绝缘性能的影响机理,主要研究工作如下:（1）制备了PI薄膜和PI/Al₂O₃纳米复合薄膜,对两种薄膜表面进行等离子体改性,通过扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FTIR）分析了薄膜表面改性前后微观形貌和化学结构的变化,等离子体处理前期,薄膜表面引入极性基团,形成新的交联层,随着处理时间的增加,薄膜表面结构反而会遭到破坏。（2）对PI薄膜和PI/Al₂O₃纳米复合薄膜等离子体改性后的耐电晕寿命以及击穿场强进行了测试,实验结果表明等离子体改性前期薄膜绝缘性能得到了提高,等离子体处理时间过长时薄膜绝缘性能反而会降低;随后测试了薄膜等离子体改性后的介电频谱图,发现薄膜表面化学结构的变化会使其相对介电常数增加;搭建表面电位衰减测试平台,分析了等离子体处理后薄膜表面电位衰减特性的变化趋势,研究发现随着处理时间的增加薄膜表面电位衰减速率先增加后降低。（3）基于等温表面电位衰减法（ISPD）对PI薄膜以及PI/Al₂O₃纳米复合薄膜等离子体改性后的陷阱分布特性进行了计算分析,随后对陷阱分布特性曲线进行分峰处理得到深、浅陷阱的分布,研究发现随着等离子体处理时间的增加薄膜中总的陷阱密度和陷阱中心能级都是先减小后增加,然后结合薄膜表面结构特征和介电性能的变化,从陷阱特性的角度探究了等离子体处理对薄膜耐电晕寿命和击穿场强的影响机理。